光斑偏移實驗是潘彥宏設計的用來證明其提出的兩條假設，這兩條假設分別是1、光不遵循速度方向合成法則，即光的速度方向不受光源的運動所影響。2、存在絕對速度。

光斑偏移實驗有兩種做法，一種是實驗裝置旋轉法，另一種是地球自轉法。

一、實驗依據的理論:1、光的速度方向不受光源的運動影響。2、存在絕對速度(即光源的運動速度v)

二、實驗有兩種做法:1、實驗裝置旋轉法 2、地球自轉法

1、實驗裝置旋轉法

圖1

此為一箱子，箱子中有一固定光源，箱子一直以速度v向右運動。

按假設:光的速度方向不受光源的運動影響，因此，在此圖中，光斑將偏移到坐標3處。

圖2

按假設:光的速度方向不受光源的運動影響，因此，在此圖中，光斑將偏移到坐標1處。

圖1裝置旋轉180°后得到圖2。圖1、圖2都是同一裝置。

光斑偏移量d=hv/c，其中h為高度，即光斑到光源的垂直距離，v為絕對速度(未知)，c為光速。因此高度h越高，實驗現象越明顯。

這就是實驗原理。

實驗裝置:

上圖旋轉180°后得到下圖

實驗中剛性軸的長度最好不低于3米。

整個裝置是用吊繩離地懸掛著的.裝置可以360°水平旋轉.其中,鐳射燈、屏、相機、黑色玻璃片都和剛性軸緊緊固定,剛性軸和屏都為不易發生形變的物體.鐳射燈射出的光線平行于剛性軸,光線透過黑色玻璃片,光強被大大削減,在屏上出現清晰而細小的光斑.實驗要求光斑的直徑大小應不大于1.5mm.我做實驗時光斑大小約為0.8mm,經照相機放大后可拍出清晰的光斑.

實驗步驟:

(1)給實驗裝置定好方向,設初位置為0°方向.

(2)記下0°方向時光斑的精確位置,要求精度約為0.1mm,并使用相機開始錄制光斑.

(3)用手握住剛性軸低端處，將實驗裝置水平緩慢旋轉180°(如圖2順時針或逆時針均可),旋轉時不可觸碰除剛性軸外的其它東西且盡量使剛性軸保持垂直于水平面.

(4)記下此時光斑的位置,相機保持錄制一段時間(或拍下此時光斑位置的多張照片 下同).

(5)以同樣的方式將裝置旋轉回0°方向,相機保持錄制一段時間.

(6)重復1~5步驟10次.

以北京時間為準,分別在6點、12點、18點、24點這些時刻左右做一次實驗.

實驗現象:0°方向的光斑位置和180°方向的光斑位置不同.光斑發生微小偏移,偏移距離根據做實驗的時間的不同而不同,在12點和24點時光斑偏移最大,約為0.4mm.光斑發生的偏移不是抖動的,而是很穩定的.當旋轉回到0°時,光斑又回到初始位。

排除誤差的方法:1、多次重復實驗。2、旋轉360°光斑的位置不移動。

以屏上坐標系為參考，得到的光斑偏移方向:

若以地面(東南西北)為參考，則在同一時刻(例如半夜12左右)，光斑偏移的方向幾乎一樣(例如都為東西方向偏移)。

2、地球自轉法

顧名思義，就是用地球的自轉代替人工的旋轉。地球一天自轉360°。

做法:將一光源與地面固定，光源發出激光打到墻上(屏)得到光斑，在墻上畫好坐標，記錄光斑的位置及時刻，在一天中的不同時刻(6、12、18、24)記錄光斑的位置。實驗持續5天。

實驗現象:同一天中的不同時刻，光斑的位置不同，以地球自轉過180°時的光斑位置變化最大，如子時的光斑位置與午時的光斑位置相差最大。

按現有的物理理論，光斑位置是不會變化的。

雖然光源到光斑的距離越長越好，但越長光斑也越大，受到的影響亦越大，故長度應適度。

此法的實驗時間長，所謂夜長夢多，故也易受到影響。

排除誤差的方法也是重復實驗(即讓實驗持續更多的天數)，對比不同天不同時刻的光斑位置。

總的來講，兩種辦法都可以。

目前此實驗只有潘彥宏本人做過，若此實驗被證實，將給當今的理論物理學帶來巨大的沖擊。

光斑漂移檢測系統及實驗裝置

2.1光斑漂移檢測系統的結構

如下圖所示，光斑漂移檢測系統由激光器、真空玻璃管、PSD位置探測器、計算機及光斑成像軟件組成。

2.2實驗裝置簡介

實驗裝置如圖1所示。

圖1實驗裝置

Fig.1Experimentaldevice

(1)真空玻璃管，長度1m。絕對真空度約3000pa。

(2)半導體激光光源。

(3)PSD位置探測器，精度10μm，數據傳輸至電腦，軟件實時顯示光斑位置，可記錄下光斑漂移軌跡。

(4)硬塑料管，直徑10cm，管壁厚3.5mm，抗形變性強。

整個裝置懸掛，裝置可自由旋轉，裝置離地懸掛，可極大的消除震動帶來的影響。實驗裝置在組裝時，盡量使裝置左右兩邊的重量平衡，保證裝置重心在中心位置，有效避免了因重心不平衡而導致裝置傾斜。

3實驗過程

裝置旋轉角為45°。旋轉次數為n，其中n根據情況取值。

4實驗防干擾措施

為了避免干擾和排除干擾，采取了以下措施和測試。

(1)防雜光干擾:除實驗激光光源外的雜光會對PSD位置探測器造成干擾，所以要采取一定的遮光措施，將PSD位置探測器安置于硬塑料管中，在用紙包裹整個裝置。實驗前用人工光源照射裝置，實驗顯示該人工光源對光斑位置無影響，表明防雜光干擾措施有效。且實驗多選在光線弱的地點和夜晚進行。

(2)防風干擾:用電風扇吹裝置，實驗顯示，風對實驗結果沒有影響。

(3)防磁場干擾:實驗時放置磁鐵于裝置旁，實驗顯示，磁場對實驗結果沒有影響。

(4)防震動干擾:實驗裝置懸掛，不會受震動影響。

(5)防裝置傾斜干擾:為放置裝置傾斜，在安裝時用鉛垂線做基準。并做如下測試:人為的傾斜裝置，使裝置不垂直于地平面，當裝置傾斜至與地平面法線成5°角時，電腦顯示光斑開始發生微小移動，且此微小移動遠不足以影響實驗結果。

(6)防溫度干擾:因溫差導致的實驗器材形變會對實驗結果造成影響，所以要考慮外界溫度的變化和實驗器材(主要是激光光源)本身的溫度變化.在實驗裝置旁不能存在明顯熱源，筆記本電腦要盡量遠離實驗裝置，并進行變換電腦方位試驗，保證電腦散熱不影響實驗結果.每次進行實驗前均預熱，控制好實驗時間，將溫度變化引起的干擾減至最小。

5實驗結果

(1)裝置旋轉角為90°，旋轉次數n=4，實驗所得光斑漂移軌跡如下圖所示。(圖中坐標單位mm)

(2)裝置旋轉角為45°，旋轉次數n=9，實驗所得光斑漂移軌跡如下圖所示。

每旋轉一次，光斑漂移軌跡對應一條邊。

(3)裝置旋轉角為45°，旋轉次數n=24，實驗所得光斑漂移軌跡如下圖所示。

整理實驗數據得出旋轉角與激光光斑漂移軌跡存在以下對應關系。

表1

Table1