Майкельсона опыт

опыт, поставленный впервые А. Майкельсоном в 1881 с целью измерения влияния движения Земли на скорость света. Отрицательный результат М. О. Был одним из основных экспериментальных фактов, легших в основу относительности теории (См. Относительности теория). В физике конца 19 века предполагалось, что свет распространяется в некоторой универсальной мировой среде — Эфире. При этом ряд явлений (Аберрация света, Физо 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 интерференционная картина. Расчёт показывает, что такое смещение, выраженное в долях ширины интерференционной полосы, равно Δ = (2l/ λ)(v2/ c2), где l — длина плеча интерферометра, λ — длина волны применявшегося света (жёлтая линия Na), с — скорость света в эфире, v — орбитальная скорость Земли. Так как величина v/c 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). Оптическая длина пути с помощью многократных отражений от зеркал была доведена до 11 м. При этом ожидавшееся смещение D » 0,4. Измерения подтвердили отрицательный результат М. О. В 1958 в Колумбийском университете (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 (Майкельсона опыт10-9%) 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 классической физике отрицательный результат М. О. Не мог быть понят и согласован с другими явлениями электродинамики движущихся сред (См. Электродинамика движущихся сред). В теории относительности постоянство скорости света для всех инерциальных систем отсчёта (См. Инерциальная система отсчёта) принимается как постулат, подтверждаемый большой совокупностью экспериментов. Лит. Вавилов С. И., Экспериментальные основания теории относительности, Собрание сочинений, т. 4, М., 1956. Е. К. Тарасов..