什么是邁克爾遜-莫利實驗(Michelson-Morley Experiment)？

1887年進行，邁克爾遜-莫利實驗被稱為"科學上最成功的失敗實驗"，也被稱為"第二次科學革命理論方面的起點"。邁克爾遜-莫利實驗為反對發光（含光）乙醚的想法提供了有力的證據，這在當時的物理學家中非常流行。 Albert Michelso...

1887年進行，邁克爾遜-莫利實驗被稱為"科學上最成功的失敗實驗"，也被稱為"第二次科學革命理論方面的起點"。邁克爾遜-莫利實驗為反對發光（含光）乙醚的想法提供了有力的證據，這在當時的物理學家中非常流行。

Albert Michelson因其在物理學方面的工作而于1907年獲得諾貝爾獎。考慮一下物理波和聲波是如何通過介質傳播的：液體或氣體，如水或空氣。自從James Clerk Maxwell~在1861年工作以來，眾所周知，光是一種電磁波。物理學家們開始假設這種波穿過一種介質，這種介質是由比空氣中的粒子小得多、密度低得多的粒子構成的。他們把這種物質稱為以太。麥克斯韋本人幫助推廣了以太的概念，很快人們就認為以太存在是理所當然的。正如當時的一些物理學家所指出的那樣，以太的概念有很多問題。作為電磁能量的媒介，同時考慮到觀測數據，以太必須是流體來填充空間，比鋼堅硬100萬倍-以支持光波的高頻率，無質量且無粘性-否則它會減慢行星在其軌道上的運行速度，透明-或者更遙遠的恒星會有比距離的平方更快的表觀震級下降，不分散，不可壓縮，在非常小的尺度上是連續的。這對任何物質都有很大的要求，而以太更像是一個理論支柱。由阿爾伯特·邁克爾遜和愛德華·莫利在現在俄亥俄州的凱斯西儲大學進行的邁克爾遜-莫利實驗，是以太理論終結的開始物理學家們認識到，如果以太存在，地球就會相對它移動，因為它繞著它的軸旋轉，圍繞太陽的軌道，太陽圍繞銀河系的軌道。即使以太本身移動，它也不可能完全與地球同步運動，隨著時間的推移，它的運動方向和速度都會發生變化。預期的效果是一種"以太風"，根據光的傳播方式，它會引起光速的輕微變化。因為地球圍繞太陽運行的軌道的速度只有光速百分之一的百分之一，所以這種影響在19世紀中期，人們已經建立了各種各樣的探測以太風的實驗裝置，但當時的儀器還不夠精確。邁克爾遜-莫利實驗的目的是通過使用半狹縫和全反射的兩束光束以直角反射來測量光速的微小變化反射鏡，然后重新組合它們，觀察干涉圖樣。如果兩束光束的速度有微小的差別，那么對探測元件的建設性干涉和破壞性干涉的圖案就很明顯了。為了消除實驗的干擾，整個過程發生在一座石頭建筑的地下室，儀器被放在一塊漂浮在水銀池中的大理石板上。這使得邁克爾遜-莫利實驗得以旋轉，以太速度隨方向的變化會產生可測量的效果。最后，人們發現"以太效應"非常低幾乎不可探測的——比預期的效果小10倍多。這是一個非常微小的影響，考慮到誤差的范圍，它可能是零。隨后，越來越精確的實驗證實了沒有人想聽到的：以太是虛構的光以某種方式在真空中以波的形式傳播，就這樣。邁克爾遜-莫利實驗是第一個發現這一點的實驗。這些發現為20世紀的理論物理學奠定了基礎，包括廣義相對論和量子理論。阿爾伯特·邁克爾遜因其在物理學方面的工作，于1907年獲得諾貝爾獎。