Експеримент майкельсона-морлі

Відео: Найбільший провалився експеримент в історії

Експеримент Майкельсона-Морлі - важливий для розвитку теорії відносності досвід, в якому не було виявлено руху Землі відносно ефіру. Експеримент провели в 1887 Альберт Майкельсон і Едвард Морлі. Альберт Майкельсон був нагороджений Нобелівською премією з фізики за 1907 з формулюванням: «за створення прецизійних інструментів та виконані з їх допомогою спектроскопічні й метрологічні дослідження», в якому прямо не згадується цей експеримент, але згадується винайдено для нього обладнання.
Схематичне зображення руху Землі в гіпотетичному потоці ефіру. Зі становленням електродинаміки в кінці XIX століття вважалося, що електромагнітні хвилі, а, отже, і світло, поширюються в особливому невагомому пружною середовищі, яке називали ефіром. Оскільки Земля рухається навколо Сонця зі швидкістю понад 30 км / с, то виникали дві можливості: або вона рухається щодо ефіру, або ж вона захоплює ефір частково, захоплюючи за собою. Спочатку експеримент ставив собі завдання перевірки цих гіпотез.
[Thumb = left] https://mir-prekrasen.net/uploads/posts/2011-02/1297963534_2%28en%29.svg.jpg [/ thumb] Схема руху променів в інтерферометрі Майкельсона Сучасна інтерференційна картина в аналогічному експерименті з використанням червоного лазера. Перед дослідниками стояло завдання винайти інструмент, який би був достатньо чутливим до руху ефіру відносно Землі. Цей інструмент тепер називається інтерферометром Майкельсона. У інтерферометрі початковий промінь світла розділяється на два за допомогою напівпрозорого дзеркала, а потім ці два промені, подолавши різний шлях, зводяться разом і інтерферують. Вивчаючи интерференционную картину, можна зробити висновок про різницю оптичних шляхів між двома променями.
Якщо Земля рухається відносно ефіру, то промінь, перпендикулярний до руху Землі і промінь, паралельний до руху Землі повинні були б по різному вічувати рух ефіру, а, отже, проходити різне оптичний шлях. Таким чином, при обертанні інтерферометра інтерференційна картина повинна була б змінюватися.


У 1881 Майкельсон в Німеччині провів такий експеримент і отримав меншу, ніж очікувалося, зміна інтерференційної картини, але тоді його прилад мав ще занадто велику похибку, щоб можна було щось стверджувати.
Точний интерферометр Майкельсон сконструював в США, в університеті Вестерн-Резерв разом з Морлі. Довжина плеча інтерферометра становила 11 м. Пристрій помістили в закрите приміщення в підвалі кам`яного будинку, в землю зменшуючи можливий температурний вплив і вібрації. Для того, щоб зменшити вібрації ще більше, інтерферометр змонтували на величезному блоці мармуру, який помістили в басейн, заповнений ртуттю. За розрахунками вони повинні були б побачити ефект руху Землі відносно ефіру.


При повному обертанні мармурової брили з інтерферометром інтерференційна картина повинна була змінюватися періодично з двома піками і двома провалами на один обори. Крім того, оскільки Земля обертається навколо своєї осі фаза цих періодичних змін повинна була змінюватися в залежності від дня чи ночі.
Есперімент не виявлено очікуваної зміни інтерференційної картини. Зсуви, яке очікувалося при припущенні, що ефір зовсім не захоплюється Землею має бути за розрахунками 0,4. Експериментальних показав, що воно не перевищує 0,01. Оскільки це зміщення пропорційно квадрату швидкості, то Майкельсон і Морлі в своїй статті в American Journal of Science зробили висновок, що швидкість Землі щодо ефіру може становити 1/6, і безумовно менше 1/4 швидкості Землі відноcно Сонця. Оскільки виміряний значеня зміщення картини лежало в межах експериментальної похибки, може бути, що швидкість Землі щодо ефіру взагалі нульова.
Такий висновок узгоджувався з гіпотезою Стокса, що ефір захоплюється Землею. Однак, Хендрік Лоренц показав в 1886, що гіпотеза Стокса суперечливих. Таким чином, результат експерименту не знайшов задовільного пояснення. Проблему було розв`язано лише після створення Альбертом Ейнштейном теорії відносності.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!