迈克尔逊-莫雷实验（1887）· 简化重做

用激光和分光镜搭一个简易干涉仪，亲手测出：转动仪器时，干涉条纹的移动量远小于“以太风”理论预言值。


需要	激光笔（红色，<5 mW，型号待核实）· 分光镜/半透半反片（或 50/50 分光片，规格待核实）· 两面平面镜（小化妆镜可，平整度待核实）· 光学平台或厚木板+橡皮泥固定 · 白屏（白纸）· 卷尺 · 量角器 · 记号笔 · 手机（拍条纹）
时间	一个周末（搭 3–4 小时，测 2–3 小时，分析 1–2 小时）
花费	¥100–200（激光笔 ¥20–40，分光片 ¥30–80，镜子 ¥10–20，其余家中已有；具体价格待核实）
难度	★★★
验收	转动仪器 90° 时，条纹移动量 ΔN ≤ 0.1 条（即肉眼几乎看不出移动）。同时，按以太风理论算出的预言移动量应 ≥ 0.4 条。若实测 ΔN 明显小于预言值，即“零结果”复现成功。

为什么值得做

这是人类最著名的“零结果”。1887 年迈克尔逊和莫雷想测地球穿过“以太”的速度，结果什么都没测到。没测到，反而推翻了整套以太世界观，为相对论铺路。

今天你重做的不是原版（原版精度太高），而是定性版：验证“转动仪器，条纹不按以太理论那样移动”。你要亲手确认一件事——一个精心设计的“没看到”，比“看到了”更有信息量。

算理论预言值：

“迈克尔逊-莫雷实验，臂长 L=0.3 m，光波长 λ=650 nm，地球公转速度 v=30 km/s，c=3×10⁸ m/s。请算出台阶转动 90° 时预期的条纹移动量 ΔN（以条为单位），写出公式和每一步代入。”
帮你规划光路：

“我要用一支红色激光笔、一片 50/50 分光片、两面小平面镜搭一个简易迈克尔逊干涉仪。请画一个俯视光路示意图（用文字描述每个元件的位置和光束方向），并指出哪两个地方最容易调不出条纹。”
帮你分析照片：

“我拍了两张干涉条纹照片，一张是 0° 时，一张是转 90° 后。请告诉我怎么用图像处理（比如 ImageJ 或 Python）数出条纹移动量，给出具体步骤。”
帮你判断结果是否可信：

“我的实测条纹移动量是 0.05 条，理论预言是 0.4 条。请帮我列出可能造成这个差异的所有原因，并区分哪些是‘实验失败’、哪些是‘零结果本身’。”
帮你写实验报告：

“请帮我把这个实验写成一份 800 字的实验报告，包含：目的、装置、步骤、数据、误差分析、结论。语气平实，不要吹。”

理论预言（以太风模型）：条纹移动量

$$\Delta N = \frac{2L}{\lambda} \cdot \frac{v^2}{c^2}$$

代入 L = 0.3 m，λ = 650 nm，v = 30 km/s：

注意：这个值远小于 0.1 条，肉眼根本看不出来。原版实验靠多次反射把有效臂长拉长到 11 m 才测到 0.4 条量级。

所以你的验收标准要现实：你能确认的是“条纹没有出现肉眼可见的大幅移动”，而不是精确复现 0.4 条。如果你把臂长做到 1 m 以上、并用多次反射，可以逼近 0.1 条量级——但那是进阶版。

你会看到：转动装置时，条纹基本不动，或只有极微小抖动（来自振动和热漂移，不是以太风）。