Досвід Майкельсона
Під час написання цієї статті використовувалися матеріали сторінки «Досвід Майкельсона» української Вікіпедії.
Дослід Майкельсона- фізичний досвід, поставлений Альбертом Майкельсоном на своєму інтерферометрі в 1881, з метою вимірювання залежності швидкості світла від руху Землі щодо ефіру. Під ефіром тоді розумілося середовище, аналогічне об'ємнорозподіленої матерії, в якій поширюється світло подібно до звукових коливань. Результат експерименту на думку Майкельсона був негативний — зміщення смуг не збігаються по фазі з теоретичними, але коливання цих зсувів лише трохи менше від теоретичних. Пізніше, в 1887 році Майкельсон, спільно з Морлі, провів аналогічний, але більш точний експеримент, відомий якексперимент Майкельсона-Морліі показав, що зміщення, що спостерігалося, менше 1/20 теоретичного і, ймовірно менше 1/40. Теоретично неувлекаемого ефіру зсув має бути пропорційно квадрату швидкості; тому результати, рівносильні з того що відносна швидкість Землі в ефірі, менше 1/6 орбітальної швидкості і, безсумнівно менше 1/4. "З усього сказаного, - укладають свою статтю Майкельсон і Морлі, - випливає, що безнадійно намагатися вирішити питання про рух сонячної системи за спостереженнями оптичних явищ на поверхні Землі. Згідно з приміткою С. І. Вавілова "Спосіб обробки такий, що всякі непереодичні зсуви виключаються Тим часом ці непереодичні зсуви були значними.Максимальне зміщення в цьому випадку становить 1/10 теоретичного».[2]
На думку професора Дейтона К.Міллера (Кейсовська школа прикладних наук): —«Можна вважати, що експеримент лише показав, що ефір у конкретній підвальній кімнаті захоплюється в поздовжньому напрямку разомз нею. Ми збираємося тому перемістити апарат на пагорб, щоб подивитися, чи не виявиться там ефект ».
Лікар Рой Кеннеді (Каліфорнійський технологічний інститут) після публікацій результатів досвіду Морлі-Міллера видозмінює досвід з метою повторення досвіду. Інтерферометр міститься у металевий герметичний корпус заповнений гелієм під тиском 1 атм. Використовуючи пристосування, здатне розрізнити дуже малі усунення інтерференційної картини стало можливим скоротити розмір плечей до 4 м. Використовувалося поляризоване світло з метою виключити розсіювання світла на дзеркалах. Точність досвіду відповідала зміщенню 2·10 −3 .На цьому апараті швидкість 10 км/с, отримана Міллером, давала б зсув, відповідний 8·10 −3 довжини хвилі зеленого кольору, що вчетверо більше найменшого значення, що визначається. Експеримент проводився в лабораторії Норман Брідж, у приміщенні з постійною температурою у різний час дня. Для перевірки залежності швидкості ефірного вітру від висоти місцевості експерименти проводилися на Маунт Вілсон у будівлі обсерваторії. Ефект виявився не перевищує 1 км/с для ефірного вітру. [4]
Тепер я хотів би зробити кілька зауважень щодо експерименту Міллера. Я вважаю, що є серйозна проблема, пов'язана з ефектом, періодичним для повного обороту апарату, і скинута з рахунків Міллером, що підкреслює значення ефекту напівперіоду, тобто. повторюваного при напівобороті апарату, що стосується питання про ефірний вітер. У багатьох випадках ефект повного періоду значно більший за ефект напівперіоду. По Міллер ефект повного періоду залежить від ширини смуг і буде нульовим для невизначено широких смуг.
Хоча Міллер стверджує, що він зміг виключити цей ефект значною мірою у своїх вимірах у Клівленді, таце можна легко пояснити в експерименті, я хотів би чіткіше зрозуміти причини цього. Говорячи зараз як прихильник теорії відносності» я повинен стверджувати, що такого ефекту зовсім не існує. Справді, поворот апарату загалом, включаючи джерело світла, не дає зрушення з погляду теорії відносності. Ніякого ефекту не повинно бути, коли Земля та апарат перебувають у спокої. За Ейнштейном така ж відсутність ефекту має спостерігатися для Землі, що рухається. p align="justify"> Ефект повного періоду, таким чином, знаходиться в суперечності з теорією відносності і має велике значення. Якщо потім Міллер виявив систематичні ефекти, існування яких не можна заперечувати, важливо також дізнатися про причину ефекту повного періоду -Проф. Лоренц[4]
У 1925 р. Майкельсоном і Гелем у Кліринга в Іллінойсі на землі було укладено водопродні труби у вигляді прямокутника. Діаметр труб 30 см. Труби AF та DE спрямовані точно із заходу на схід, EF, DA та CB – з півночі на південь. DE=AF=613 м. EF=DA=CB=339.5 м. Одним загальним насосом, що працює протягом трьох годин, можна відкачати повітря до тиску 1 см ртутного стовпа. Щоб виявити зсув Майкельсон порівнює в полі зорової труби інтерференційні смуги, які отримують при обіганні великого і малого контуру. Один пучок світла йшов за годинниковою стрілкою інший проти. Зміщення смуг викликане обертанням Землі реєстрували, у різні дні при повній перестановці дзеркал та різними людьми. Усього було зроблено 269 вимірів. Теоретично припускаючи ефір нерухомим, слід очікувати усунення смуги на 0,236±0,002. Обробка даних спостережень дала усунення 0,230 ± 0,005. [2]
Таким чином, перед нами знову позитивний ефект, сам по собі з вражаючою точністю, що підтверджує припущення пронезахоплюваному ефірі, що відстає при добовому обертанні Землі. -С.І. Вавілов т. IV
У 1958 році в Колумбійському університеті (США) був проведений ще більш точний експеримент з використанням протиспрямованих променів двох мазерів, що показав незмінність частоти руху Землі з точністю близько 10 -9 %. Ще більш точні виміри 1974 довели чутливість до 0,025 м/с. Сучасні варіанти експерименту Майкельсона [1] використовують оптичні та кріогенні мікрохвильові резонатори і дозволяють виявити відхилення швидкості світла, якби воно становило кілька одиниць на 10 -16 .
У чому фокус експерименту Майкельсон? [ред.]
Експеримент А. Майкельсона насправді є цирковим фокусом, який загіпнотизував фізиків на 120 років.
В експерименті Майкельсона порушується питання про рух ефіру щодо інтерферометра, що лежить в лабораторній системі. Однак, якщо ми шукаємо ефір, як базову матерію, з якої складається вся речовина інтерферометра, лабораторії, та й Землі в цілому, то, природно, ефір теж буде нерухомий, так як земна речовина є всього лише певним чином структурований ефір, і ніяк не може рухатися щодо самого себе.
Якщо на спостерігача і всі досліджувані ним об'єкти діє одна й та сама сила (або інакше, абсолютно всі вони мають одну і ту ж властивість), то виявити цю силу (властивість) спостерігачеві неможливо.