МАЙКЕЛЬСОНА ОПЫТ
опыт, поставленный
впервые А. Майкелъсоном в 1881 с целью измерения влияния движения
Земли на скорость света. Отрицат. результат М. о. был одним из осн. экспериментальных
фактов, лёгших в основу относительности теории.
В физике конца 19 в. предполагалось, что
свет распространяется в нек-рой универсальной мировой среде - эфире.
При
этом ряд явлений (аберрация света, Фиэо опыт) приводил к заключению,
что эфир неподвижен или частично увлекается телами при их движении. Согласно
гипотезе неподвижного эфира, можно наблюдать "эфирный ветер" при движении
Земли сквозь эфир и скорость света по отношению к Земле должна зависеть
от направления светового луча относительно направления её движения в эфире.
М. о. проводился с помощью интерферометра
Майкельсона
с равными плечами; одно плечо направлялось по движению Земли, другое -
перпендикулярно к нему. При повороте всего прибора на 90° разность хода
лучей должна менять знак, вследствие чего должна смещаться интерференц.
картина. Расчёт показывает, что такое смещение, выраженное в долях ширины
интерференц. полосы, равно = (2l/Л)(v2/с2), где l
- длина плеча интерферометра, Л - длина волны применявшегося света
(жёлтая линия Na), с - скорость света в эфире, v - орбитальная
скорость Земли. Т. к. величина v/с для орбитального движения Земли
порядка 10-4, то ожидавшееся смещение очень мало и в первом
М. о. составляло всего 0,04. Тем не менее уже на основе этого опыта Майкельсон
пришёл к убеждению о неверности гипотезы неподвижного эфира.
В дальнейшем М. о. неоднократно повторялся.
В опытах Майкельсона и Э. У. Морли (1885-87) интерферометр устанавливался
на массивной плите, плавающей в ртути (для плавного вращения). Оптич. длина
пути с помощью многократных отражений от зеркал была доведена до 11 м.
При
этом ожидавшееся смещение Д ж 0,4. Измерения подтвердили отрицат. результат
М. о. В 1958 в Колумбийском ун-те (США) было ещё раз продемонстрировано
отсутствие неподвижного эфира. Пучки излучения двух одинаковых квантовых
генераторов микроволн (мазеров) направлялись в противоположные стороны
- по движению Земли и против движения - и сравнивались их частоты. С огромной
точностью (10-9%) было установлено, что частоты остаются одинаковыми,
в то время как "эфирный ветер" привёл бы к появлению различия этих частот
на величину, почти в 500 раз превосходящую точность измерений.
В классич. физике отрицат. результат М.
о. не мог быть понят и согласован с др. явлениями электродинамики движущихся
сред. В теории относительности постоянство скорости света для всех
инерциальных
систем отсчёта принимается как постулат, подтверждаемый большой совокупностью
экспериментов. Лит.: Вавилов С. И., Экспериментальные основания
теории относительности, Собр. соч., т. 4, М., 1956. Е. К. Тарасов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я