水桶实验.pptx

牛顿的眼里的宇宙中存在一个绝对静止的参考系,无论是空间还是时间相对于它都是均匀的。这听起来荒谬,但牛顿却用一个实验证实了它————
水桶实验
水桶实验
(a)、桶吊在一根长绳上,将桶旋转多次而使绳拧紧,然后盛水并使桶与水静止,此时水是平面的。
(b)、接着松开,因长绳的扭力使桶旋转,起初,桶在旋转而桶内的水并没有跟着一起旋转,水还是平面的。
(c)、转过一段时间,因桶的摩檫力带动水一起旋转,水就形成了凹面。直到水与桶的转速一致。这时,水和桶之间是相对静止的,相对于桶,水是不转动的。但水面却仍然呈凹状,中心低,桶边高。
结论
就是水跟水桶相对静止时(都不转或者一起同步旋转),水面只有在水桶静止时才是平的,其他时候都是弯曲的。这就说明水的运动倾向不依赖于水相对周围事物的相对运动,而是取决于某个绝对参考系,亦即牛顿所说的绝对空间。
绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀地、与任何外界事物无关地流逝着。绝对空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。——牛顿,《自然哲学的数学原理》
对水桶实验的质疑
马赫在他1883年出版的《力学史评》一书中对牛顿的绝对空间和绝对运动作了深刻的批评。关于牛顿的“水桶实验”,书中写道:“牛顿的旋转水桶实验只是告诉我们,水对于桶壁的相对旋转不引起显著的离心力,而这离心力是由水对地球及其他天体质量的相对转动所产生的。如果桶壁愈来愈厚,愈来愈重,直到厚达几英里时,那就没有人能说这实验会得出什么样的结果。”“如果把水桶固定,让众恒星旋转,能够再次证明离心力会不会存在吗?”在马赫看来,牛顿水桶实验中凹行为并不能区分究竟是水相对绝对空间的转动,还是水相对于众星体的转动,因此,并不能由此得出存在绝对空间的结论,相反地,把水面下凹行为看成是由于水相对于从星体转动,水桶内壁以外的所质量的吸引和带动所造成的,要更自然些。
孰是孰非
马赫把宇宙间所有的星辰和物质都拿来作一个小小水球的参照物,看似很夸张,可是实质上,牛顿更夸张,牛顿是把整个宇宙(排除其间的一切星辰和物质)空间作为参照物。
马赫并不能说明绝对时空是不存在的,但引发了人们对绝对时空的质疑
而终结这一观点的,是爱因斯坦和他的相对论
大厦崩溃
《普通物理学第1册》——
一运动列车,列车中间一个光信号接收器,地面一个光信号接收器,当车上车下两个接收器重合时,车头和车尾各自发出一个闪光,地面接收器同时收到信号,而光传播是需要时间的,在这段时间内,车又向前运动了,因此列车中间的