Експериментът на Микелсън-Морли беше опит за измерване на движение на Земята чрез светещия етер. Въпреки че често се нарича експериментът на Микелсън-Морли, фразата всъщност се отнася до поредица от експерименти, проведени от Алберт Микелсън през 1881 г. и след това отново (с по-добро оборудване) в Уестърн Кейс през 1887 г. заедно с химик Едуард Морли. Въпреки че крайният резултат е отрицателен, експерименталният ключ е, че той отвори вратата за алтернативно обяснение на странното вълнообразно поведение на светлината.
Как е трябвало да работи
В края на 1800 г. доминиращата теория за това как работи светлината е, че това е вълна от електромагнитна енергия поради експерименти като Експериментът с двойни цепки на Йънг.
Проблемът е, че една вълна трябваше да се движи през някакъв вид среда. Нещо трябва да има там, за да направи махането. Известно беше, че светлината пътува през космическото пространство (което учените смятаха, че е вакуум) и дори можете да създадете вакуумна камера и свети светлина през него, така че всички доказателства дават ясно, че светлината може да се движи през регион без въздух или друга материя.
За да заобиколят този проблем, физиците предположиха, че има вещество, което изпълва цялата Вселена. Наричаха това вещество светещият етер (или понякога луминесен етер, макар че изглежда, че това е просто вид хвърляне на претенциозно звучащи срички и гласни).
Микелсън и Морли (вероятно най-вече Микелсън) излязоха с идеята, че трябва да можете да измервате движението на Земята през етера. Обикновено се смяташе, че етерът е неподвижен и статичен (освен, разбира се, за вибрацията), но Земята се движеше бързо.
Помислете, когато закачите ръката си през прозореца на колата на шофиране. Дори да не е ветровито, вашето собствено движение го прави Изглежда ветровит. Същото трябва да е вярно и за етера. Дори да стои неподвижно, тъй като Земята се движи, тогава светлината, която отива в една посока, трябва да се движи по-бързо заедно с етера, отколкото светлината, която отива в обратна посока. Така или иначе, стига да е имало някакво движение между етера и Земята, би трябвало да създаде ефективен "етер вятър", който би имал или избутва или затруднява движението на светлинната вълна, подобно на това как плувец се движи по-бързо или по-бавно в зависимост от това дали се движи заедно със или срещу текущ.
За да тестват тази хипотеза, Микелсън и Морли (отново най-вече Микелсън) проектираха устройство, което разделяше лъч светлина и отскочи от огледалата, така че да се движи в различни посоки и накрая да удари същото цел. Принципът на работа беше, че ако две лъчи изминават едно и също разстояние по различни пътеки през етера, те трябва да се движат с различна скорост и следователно, когато ударят крайния целеви екран, тези светлинни лъчи ще бъдат леко извън фаза един с друг, което би създало a познаваем смущения модел. Следователно това устройство стана известно като интерферометър Микелсън (показан на графиката в горната част на тази страница).
Резултатите
Резултатът беше разочароващ, защото не намериха абсолютно никакви доказателства за относителното пристрастие на движение, което търсеха. Независимо кой път е поел лъчът, сякаш светлината се движи с точно същата скорост. Тези резултати са публикувани през 1887г. Друг начин да се интерпретират резултатите по това време беше да се предположи, че етерът е свързан по някакъв начин към движението на Земята, но никой наистина не може да измисли модел, който позволява това да направи смисъл.
Всъщност през 1900 г. британският физик Лорд Келвин отлично посочи, че този резултат е един от двата "облака" това белязало иначе пълно разбиране на Вселената, с общо очакване тя да бъде разрешена в сравнително кратък срок.
Ще отнеме близо 20 години (и работата на Алберт Айнщайн) наистина да преодолеем концептуалните препятствия, необходими, за да изоставим изцяло етерния модел и да приемем сегашния модел, в който светлината показва двойност на вълната-частици.
източник
Намерете пълния текст на техния документ, публикуван в изданието на 1887 г. American Journal of Science, архивирана онлайн в Уебсайт на AIP.