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从17世纪开始，笛卡尔就将以太引入科学，认为物体之间的作用力必须通过以太传递。19世纪，科学家们逐步发现光是一种波，而生活中的波大多需要传播介质。受经典力学思想影响，于是他们便假想是以太这种物质在光的传播中起到了介质的作用。以太的假设代表了传统的观点：电磁波的传播需要一个“绝对静止”的参照系，当参照系改变，光速也改变。以太这个“绝对静止系”就是“以太系”。其他惯性系的观察者所测量到的光速，应该是“以太系”的光速与这个观察者在“以太系”上的速度之矢量和。按照当时的猜想，以太无所不在，没有质量，绝对静止。以太充满整个宇宙，电磁波可在其中传播。假设太阳静止在以太系中，由于地球在围绕太阳公转，相对于以太具有一个速度v，因此如果在地球上测量光速，在不同的方向上测得的数值应该是不同的，最大为c v，最小为c-v。如果太阳在以太系上不是静止的，地球上测量不同方向的光速，也应该有所不同。
1879年，著名物理学家麦克斯韦提出了一种探测方法：让光线分别在平行和垂直于地球运动方向等距离地往返传播，平行于地球运动的方向所花的时间将会略大于垂直方向的时间。1881年到1884年，阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷为测量地球和以太的相对速度，进行了著名的迈克尔逊-莫雷实验。实验结果显示，不同方向上的光速没有差异。这实际上证明了光速不变原理，即真空中光速在任何参照系下具有相同的数值，与参照系的相对速度无关，以太其实并不存在。
如何去理解这一测量原理呢？我们先来看2011年江苏高考物理试卷的一道题目：
如图1所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA=OB。若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为
A。t甲t乙 D。无法确定
[TP12GW165。TIF，BP#]
解析 设甲、乙游速为v，水速为v0，OA=OB=l，
则甲所用时间t甲=[SX（]l[]v v0[SX）] [SX（]l[]v-v0[SX）]=[SX（]2vl[]v2-v20[SX）]，
乙为了沿OB运动，速度图如图2。
则乙所用时间[JZ]t乙=[SX（]2l[][KF（]v2-v20[KF）][SX）]，
经运算得[JZ]t甲>t乙。
本题选C。
那这道题又跟迈克尔逊-莫雷实验有什么关系呢？其实，只要我们把题目中的水流看做以太，把甲、乙两人的游速看做光速c即可。假设装置在以太中向右以速度v运动，且从部分镀银的玻璃片到两面镜子的距离为L，如图3所示。与上题同理，那么向右的那一束光在向右的过程中相对装置速度为c v，花费的时间t1=[SX（]L[]c v[SX）]，返回时速度为c-v，时间t2=[SX（]L[]c-v[SX）]。
所以总的时间是[TP12GW166。TIF，Y#]
t1 t2=[SX（]2Lc[]c2-v2[SX）]=[SX（]2L[]c×（1-[SX（]v2[]c2[SX）]）[SX）]，
而对于向上的那一束光，设它到达镜子所需的时间为t3，则
[JZ]2t3=[SX（]2Lc[][KF（]c2-v2[KF）][SX）]=[SX（]2L[]c[KF（]1-[SX（]v2[]c2[SX）][KF）][SX）]。
所以两束光的到达时间是不同的，那么两条光线之间就会存在一点相位差，结果将会产生干涉现象。但如果这个装置在以太中静止不动或者根本不存在以太，那这两个时间应该精确相等。迈克尔逊和莫雷通过该实验装置观测到了明显的干涉现象，由此证明以太是不存在的。就像在该道高考题里，如果河水静止不动，那么甲乙两人所用的时间一定是相同的，如果两人以相同的速度运动再返回所用时间不一样，也就说明了河水是流动的。在进行实验时，迈克尔逊和莫雷将仪器调整到使得GM2方向平行于地球的运动轨道，地球轨道速度约为30 km/s，那么，在一昼夜的某个时刻和一年之中的某些时候任何“以太漂移”都至少应有这么大。仪器的灵敏度足以观察到这种效应，但是，实验并没有发现时间上的差别，地球通过以太的速度无法被检测到。该实验由此证明了以太是不存在的。[HJ1。6mm]
迈克尔逊-莫雷实验是物理学发展史上非常重要的实验之一，该实验破除了很长一段历史时期内在人们脑中根深蒂固的“以太说”。将该道高考题拓展到迈克尔逊-莫雷实验的原理进行讲解，不仅让学生对题目有了更深刻的理解，而且拓展了学生的思维和视野。通过对该实验的介绍，也可以激发学生学习物理的兴趣，学生原本难以理解的迈克尔逊-莫雷实验，结合此道高考题，也变得容易理解了。
出题者在出此题的时候，是否也是因为想到迈克尔逊-莫雷实验，所以才将实验的原理巧妙的结合在题目当中。还是这只是笔者的一己之见，两者之间的联系只是一个巧合而已。但是笔者认为，如果要将迈克尔逊-莫雷实验的原理结合高中所学知识进行考察，为何不直接将该实验引入题目，这样不仅使学生了解了这一在物理学史上具有重要意义的实验的原理，而且也灵活的考察了“运动的合成与分解”这一知识点。使题目的考察不仅仅是局限在知识点的考察，而是扩展到学生的科学素养的考察。这也有利于引导教师在教学中更加注重学生科学素养和对物理的兴趣的培养。
1879年，著名物理学家麦克斯韦提出了一种探测方法：让光线分别在平行和垂直于地球运动方向等距离地往返传播，平行于地球运动的方向所花的时间将会略大于垂直方向的时间。1881年到1884年，阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷为测量地球和以太的相对速度，进行了著名的迈克尔逊-莫雷实验。实验结果显示，不同方向上的光速没有差异。这实际上证明了光速不变原理，即真空中光速在任何参照系下具有相同的数值，与参照系的相对速度无关，以太其实并不存在。
如何去理解这一测量原理呢？我们先来看2011年江苏高考物理试卷的一道题目：
如图1所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA=OB。若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为
A。t甲
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解析 设甲、乙游速为v，水速为v0，OA=OB=l，
则甲所用时间t甲=[SX（]l[]v v0[SX）] [SX（]l[]v-v0[SX）]=[SX（]2vl[]v2-v20[SX）]，
乙为了沿OB运动，速度图如图2。
则乙所用时间[JZ]t乙=[SX（]2l[][KF（]v2-v20[KF）][SX）]，
经运算得[JZ]t甲>t乙。
本题选C。
那这道题又跟迈克尔逊-莫雷实验有什么关系呢？其实，只要我们把题目中的水流看做以太，把甲、乙两人的游速看做光速c即可。假设装置在以太中向右以速度v运动，且从部分镀银的玻璃片到两面镜子的距离为L，如图3所示。与上题同理，那么向右的那一束光在向右的过程中相对装置速度为c v，花费的时间t1=[SX（]L[]c v[SX）]，返回时速度为c-v，时间t2=[SX（]L[]c-v[SX）]。
所以总的时间是[TP12GW166。TIF，Y#]
t1 t2=[SX（]2Lc[]c2-v2[SX）]=[SX（]2L[]c×（1-[SX（]v2[]c2[SX）]）[SX）]，
而对于向上的那一束光，设它到达镜子所需的时间为t3，则
[JZ]2t3=[SX（]2Lc[][KF（]c2-v2[KF）][SX）]=[SX（]2L[]c[KF（]1-[SX（]v2[]c2[SX）][KF）][SX）]。
所以两束光的到达时间是不同的，那么两条光线之间就会存在一点相位差，结果将会产生干涉现象。但如果这个装置在以太中静止不动或者根本不存在以太，那这两个时间应该精确相等。迈克尔逊和莫雷通过该实验装置观测到了明显的干涉现象，由此证明以太是不存在的。就像在该道高考题里，如果河水静止不动，那么甲乙两人所用的时间一定是相同的，如果两人以相同的速度运动再返回所用时间不一样，也就说明了河水是流动的。在进行实验时，迈克尔逊和莫雷将仪器调整到使得GM2方向平行于地球的运动轨道，地球轨道速度约为30 km/s，那么，在一昼夜的某个时刻和一年之中的某些时候任何“以太漂移”都至少应有这么大。仪器的灵敏度足以观察到这种效应，但是，实验并没有发现时间上的差别，地球通过以太的速度无法被检测到。该实验由此证明了以太是不存在的。[HJ1。6mm]
迈克尔逊-莫雷实验是物理学发展史上非常重要的实验之一，该实验破除了很长一段历史时期内在人们脑中根深蒂固的“以太说”。将该道高考题拓展到迈克尔逊-莫雷实验的原理进行讲解，不仅让学生对题目有了更深刻的理解，而且拓展了学生的思维和视野。通过对该实验的介绍，也可以激发学生学习物理的兴趣，学生原本难以理解的迈克尔逊-莫雷实验，结合此道高考题，也变得容易理解了。
出题者在出此题的时候，是否也是因为想到迈克尔逊-莫雷实验，所以才将实验的原理巧妙的结合在题目当中。还是这只是笔者的一己之见，两者之间的联系只是一个巧合而已。但是笔者认为，如果要将迈克尔逊-莫雷实验的原理结合高中所学知识进行考察，为何不直接将该实验引入题目，这样不仅使学生了解了这一在物理学史上具有重要意义的实验的原理，而且也灵活的考察了“运动的合成与分解”这一知识点。使题目的考察不仅仅是局限在知识点的考察，而是扩展到学生的科学素养的考察。这也有利于引导教师在教学中更加注重学生科学素养和对物理的兴趣的培养。
