Эксперимент Майкельсона-Морли был попыткой измерить движение Земли через светящийся эфир. Хотя этот термин часто называют экспериментом Майкельсона-Морли, эта фраза фактически относится к серии экспериментов, проводимых Альберт Майкельсон в 1881 году, а затем снова (с лучшим оборудованием) в Университете Кейз Вестерн в 1887 году вместе с химиком Эдвардом Морли. Хотя конечный результат был отрицательным, ключ эксперимента в том, что он открыл дверь для альтернативного объяснения странного волнообразного поведения света.
Как это должно было работать
К концу 1800-х годов доминирующая теория о том, как работает свет, заключалась в том, что это была волна электромагнитной энергии из-за таких экспериментов, как Эксперимент Янга с двумя щелями.
Проблема в том, что волна должна была пройти через какую-то среду. Что-то должно быть там, чтобы сделать помахивание. Свет, как известно, путешествовал через космическое пространство (которое ученые считали вакуумом), и вы могли даже создать вакуумную камеру и Пролить свет сквозь него, поэтому все свидетельства ясно показали, что свет может перемещаться через область без воздуха или других веществ.
Чтобы обойти эту проблему, физики предположили, что существует вещество, которое заполнило всю вселенную. Они назвали это вещество светящимся эфиром (или иногда светоносным эфиром, хотя кажется, что это всего лишь добавление претенциозно звучащих слогов и гласных).
Майкельсон и Морли (вероятно, в основном Майкельсон) пришли к мысли, что вы должны быть в состоянии измерить движение Земли через эфир. Обычно считалось, что эфир неподвижен и неподвижен (за исключением, конечно, вибрации), но Земля движется быстро.
Подумайте о том, когда вы вешаете руку из окна машины на машине. Даже если это не ветрено, ваше собственное движение делает это казаться ветреный. То же самое должно быть верно для эфира. Даже если она остановилась, так как Земля движется, тогда свет, идущий в одном направлении, должен двигаться вместе с эфиром быстрее, чем свет, движущийся в противоположном направлении. В любом случае, пока между эфиром и Землей существовало какое-то движение, оно должно было создать эффективный «эфирный ветер», который бы толкать или мешать движению световой волны, подобно тому, как пловец движется быстрее или медленнее в зависимости от того, движется ли он против или против текущий.
Чтобы проверить эту гипотезу, Майкельсон и Морли (опять же, в основном Майкельсон) разработали устройство, которое разделяет луч света и отражал его от зеркал, так что он двигался в разные стороны и, наконец, ударил цель. Принцип работы заключался в том, что если два луча проходили одинаковое расстояние по разным путям через эфир, они должны двигаться с разными скоростями. и, следовательно, когда они попадают в конечный целевой экран, эти световые лучи будут немного не в фазе друг с другом, что создаст узнаваемый интерференция шаблон. Это устройство, следовательно, стало известно как интерферометр Майкельсона (показано на рисунке вверху этой страницы).
Результаты
Результат был неутешительным, потому что они не нашли абсолютно никаких доказательств относительного смещения движения, которое они искали. Независимо от того, по какому пути проходил луч, свет, казалось, двигался с одинаковой скоростью. Эти результаты были опубликованы в 1887 году. Еще один способ интерпретации результатов в то время заключался в предположении, что эфир каким-то образом к движению Земли, но никто не мог придумать модель, которая позволила бы это, что сделало смысл.
На самом деле, в 1900 году британский физик Лорд Кельвин классно указал, что этот результат был одним из двух "облаков" это омрачало иное полное понимание вселенной с общим ожиданием, что она будет решена в относительно короткие сроки.
Это займет почти 20 лет (и работа Альберт Эйнштейндействительно преодолеть концептуальные препятствия, необходимые для полного отказа от эфирной модели и принятия текущей модели, в которой свет проявляется волновая двойственность.
Источник
Найдите полный текст их статьи, опубликованной в 1887 году. Американский журнал науки, заархивированный онлайн на Веб-сайт AIP.