Michelson-Morley实验的历史

Michelson-Morley实验试图测量地球通过发光醚的运动。虽然经常被称为Michelson-Morley实验,但这个短语实际上是指1881年由Albert Michelson进行的一系列实验,然后在1887年在凯斯西大学与化学家Edward Morley一起(使用更好的设备)进行了一系列实验。虽然最终结果是否定的,但实验的关键在于它为光的奇怪波浪状行为的替代解释打开了大门。

它应该如何工作

到19世纪末,由于诸如Young's双狭缝实验等实验,光如何工作的主要理论是它是电磁能量波。

问题是波浪必须通过某种媒介。必须有一些东西才能挥手。众所周知,光可以穿过外部空间(科学家认为这是真空),你甚至可以创建一个真空室并通过它发光,所以所有的证据都清楚地表明,光可以在没有任何空气的情况下穿过一个区域或其他问题。

为了解决这个问题,物理学家假设有一种物质填满了整个宇宙。他们把这种物质称为发光醚(有时是发光的**,尽管看起来这只是一种在自言自语的音节和元音中投入)。

Michelson和Morley(可能大部分是Michelson)提出了这样一个想法,即你应该能够通过**测量地球的运动。**通常被认为是不动的和静止的(当然,振动除外),但地球正在快速移动。

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想一想当你将手伸出驱动器上的车窗时。即使它'没有风,你自己的动作使它看起来有风。以太也是如此。即使我自从地球移动以来,静止不动,那么朝一个方向移动的光应该与**一起移动得比朝相反方向移动的光更快。无论哪种方式,只要**和地球之间存在某种运动,它就会产生一种有效的"**风"它会推动或阻碍光波的运动,类似于游泳运动员根据他是沿着电流还是反对电流移动而移动得更快或更慢。

为了验证这一假设,Michelson和Morley(同样,主要健康知识测试是Michelson)设计了一种装置,将光束分开并将其从反射镜上反射过来,以便它沿不同方向移动并最终击中同一个目标。工作原理是,如果两个光束沿着不同的路径穿过**行进相同的距离,它们应该以不同的速度移动,因此当它们击中最终的目标屏幕时,这些光束将彼此稍微异相,这将产生可识别的干涉图案。因此,该设备被称为Michelson干涉仪(显示在本页顶部的图形中)。

结果

结果令人失望,因为他们**没有发现他们正在寻找的相对运动偏差的证据。无论光束采取哪条路径,光线似乎都以完全相同的速度移动。这些结果发表于1887年。当时解释结果的另一种方法是假设**以某种方式与地球运动有关,但没有人真正能够提出一个允许这种有意义的模型。

事实上,1900年,英国物理学家凯尔文勋爵着名地指出,这一结果是两个"云"破坏了对宇宙的完整理解之一,人们普遍期望它将以相对较短的顺序得到解决。

需要将近20年的时间(以及阿尔伯特·爱因斯坦的工作)才能真正克服完全放弃以太模型所需的概念障碍,并采用当前的模型,其中光表现出波粒子二元性。

Source

查找1887年版的美国科学杂志上发表的论文全文,该全文存储在AIP网站上。