Kiến thức Phổ thông

Lịch sử của thí nghiệm Michelson-Morley

Thí nghiệm Michelson-Morley là một nỗ lực để đo chuyển động của Trái đất thông qua ether phát sáng. Mặc dù thường được gọi là thí nghiệm Michelson-Morley, cụm từ thực sự đề cập đến một loạt các thí nghiệm được thực hiện bởi Albert Michelson vào năm 1881 và sau đó một lần nữa (với thiết bị tốt hơn) tại Đại học Case Western năm 1887 cùng với nhà hóa học Edward Morley. Mặc dù kết quả cuối cùng là âm tính, khóa thử nghiệm ở chỗ nó đã mở ra một lời giải thích khác cho hành vi giống như sóng lạ của ánh sáng.

Làm thế nào nó được cho là làm việc

Vào cuối những năm 1800, lý thuyết chủ đạo về cách thức ánh sáng hoạt động là đó là một làn sóng năng lượng điện từ, bởi vì các thí nghiệm như thí nghiệm khe đôi của Young.

Vấn đề là một sóng phải di chuyển qua một loại phương tiện nào đó. Một cái gì đó phải ở đó để làm vẫy. Ánh sáng được biết là đi qua không gian bên ngoài (mà các nhà khoa học tin là chân không) và bạn thậm chí có thể tạo ra một buồng chân không và chiếu ánh sáng qua nó, vì vậy tất cả các bằng chứng cho thấy rõ rằng ánh sáng có thể di chuyển qua một khu vực mà không có không khí hoặc vấn đề khác.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà vật lý đã đưa ra giả thuyết rằng có một chất chứa toàn bộ vũ trụ. Họ gọi chất này là ether dạ quang (hoặc đôi khi là Ether sáng chói, mặc dù có vẻ như đây chỉ là một loại ném vào các âm tiết và nguyên âm nghe có vẻ tự phụ).

Michelson và Morley (có lẽ chủ yếu là Michelson) đã đưa ra ý tưởng rằng bạn sẽ có thể đo được chuyển động của Trái đất thông qua ether. Ether thường được cho là không di chuyển và tĩnh (tất nhiên, ngoại trừ rung động), nhưng Trái đất đang di chuyển nhanh chóng.

Hãy nghĩ về khi bạn treo tay ra khỏi cửa sổ xe trên một ổ đĩa. Ngay cả khi trời không có gió, chuyển động của bạn làm cho nó có vẻ như gió. Điều tương tự cũng đúng với ether. Ngay cả khi nó đứng yên, vì Trái đất di chuyển, thì ánh sáng đi theo một hướng sẽ chuyển động nhanh hơn cùng với ether so với ánh sáng đi theo hướng ngược lại. Dù bằng cách nào, miễn là có một loại chuyển động nào đó giữa ether và Trái đất, thì nó sẽ tạo ra một “cơn gió ether” hiệu quả, có thể đẩy hoặc cản trở chuyển động của sóng ánh sáng, tương tự như cách một người bơi di chuyển nhanh hơn hoặc chậm hơn tùy thuộc vào việc anh ta đang di chuyển cùng hoặc chống lại hiện tại.

Để kiểm tra giả thuyết này, Michelson và Morley (một lần nữa, chủ yếu là Michelson) đã thiết kế một thiết bị phân tách một chùm ánh sáng và bật nó ra khỏi gương để nó di chuyển theo các hướng khác nhau và cuối cùng bắn trúng cùng một mục tiêu. Nguyên tắc trong công việc là nếu hai chùm tia truyền cùng một khoảng cách dọc theo các đường khác nhau qua ether, chúng sẽ di chuyển với tốc độ khác nhau và do đó khi chúng chạm vào màn hình mục tiêu cuối cùng, các chùm sáng đó sẽ lệch pha nhau, điều này sẽ lệch pha nhau. tạo ra một mô hình giao thoa dễ nhận biết. Thiết bị này, do đó, được gọi là giao thoa kế Michelson (hiển thị trong hình ở đầu trang này).

Kết quả

Kết quả thật đáng thất vọng vì họ hoàn toàn không tìm thấy bằng chứng nào về độ lệch chuyển động tương đối mà họ đang tìm kiếm. Cho dù chùm tia đi theo hướng nào, ánh sáng dường như đang chuyển động với cùng tốc độ. Những kết quả này đã được công bố vào năm 1887. Một cách khác để giải thích kết quả vào thời điểm đó là giả định rằng ether được kết nối bằng cách nào đó với chuyển động của Trái đất, nhưng không ai thực sự có thể đưa ra một mô hình cho phép điều này có ý nghĩa.

Trên thực tế, vào năm 1900, nhà vật lý người Anh Lord Kelvin nổi tiếng chỉ ra rằng kết quả này là một trong hai “đám mây” đã tạo ra sự hiểu biết hoàn toàn khác về vũ trụ, với một kỳ vọng chung rằng nó sẽ được giải quyết theo thứ tự tương đối ngắn.

Phải mất gần 20 năm (và công việc của Albert Einstein) để thực sự vượt qua những rào cản khái niệm cần thiết để từ bỏ hoàn toàn mô hình ether và áp dụng mô hình hiện tại, trong đó ánh sáng thể hiện tính đối ngẫu của hạt sóng.

Nguồn nguyên liệu

Bạn có thể tìm thấy toàn văn bài báo của họ được xuất bản trong ấn bản năm 1887 của Tạp chí Khoa học Mỹ, được lưu trữ trực tuyến tại trang web AIP.

Tìm hiểu 4 lực cơ bản trong vật lý là gì, chính xác hơn là 4 nhóm lực cơ bản - Lực cơ bản trong vật lý là gì? Trong vật lý, 4 lực cơ bản giải thích cách các hạt riêng lẻ tương tác với nhau. Nó chỉ ra rằng đối với mọi tương tác đơn lẻ được quan sát diễn ra trong vũ trụ có thể được liệt kê thành 4 loại lực sau… Đọc thêm
Chủ đề trong bài
Show More
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker