Case Western Reserve University

14. listopadu 2005 uspořádala Case Western Reserve University v Clevelandu oslavu Světového roku fyziky a stého výročí své fyzikální budovy. V rámci oslav předala Americká fyzikální společnost pamětní desku CWRU jako historickému místu fyziky, a to na počest Michelsonova a Morleyho experimentu, který se zde uskutečnil v roce 1887.

V 19. století se fyzikové obecně domnívali, že stejně jako vodní vlny musí mít prostředí, kterým se pohybují (voda), a zvukové vlny potřebují prostředí, kterým se pohybují (vzduch), tak i světelné vlny potřebují prostředí, které se nazývalo „světelné“ (tj.

Michelsonův-Morleyho experiment se stal dosud nejznámějším neúspěšným experimentem a je obecně považován za první pádný důkaz proti existenci luminiferního éteru. Michelsonovi byla v roce 1907 udělena Nobelova cena a stal se tak prvním Američanem, který získal Nobelovu cenu za fyziku.

Fyzikové spočítali, že při pohybu Země po oběžné dráze kolem Slunce může proudění éteru po zemském povrchu vytvářet detekovatelný „éterový vítr“. Pokud by z nějakého důvodu nebyl éter vůči Zemi vždy nehybný, rychlost světelného paprsku vysílaného ze zdroje na Zemi by závisela na velikosti éterového větru a na směru paprsku vůči němu. Smyslem experimentu bylo změřit rychlost světla v různých směrech, aby bylo možné změřit rychlost éteru vzhledem k Zemi a zjistit tak jeho existenci.

Pro měření rychlosti Země éterem pomocí měření změn rychlosti světla zkonstruoval Albert Michelson (1852-1931) přístroj dnes známý jako interferometr. Posílal paprsek z jednoho zdroje světla přes polostříbrné zrcadlo, které sloužilo k jeho rozdělení na dva paprsky pohybující se vůči sobě v pravém úhlu. Poté, co paprsky opustily rozdělovač, vycestovaly na konce dlouhých ramen, kde se pomocí malých zrcadel odrazily zpět do středu. Poté se na vzdálenější straně rozdělovače v okuláru znovu spojily a vytvořily vzor konstruktivní a destruktivní interference v závislosti na délce ramen. Jakákoli nepatrná změna v době, kterou paprsky strávily na cestě, by pak byla pozorována jako posun polohy interferenčních třásní.

Michelson provedl předběžnou verzi experimentu v roce 1881. Poté, co přijal místo na Case School of Applied Science v Clevelandu, začal spolupracovat s Edwardem Morleym, profesorem chemie na sousední Western Reserve College. Přístroj, který sestrojili, plaval ve rtuťovém korytě, což umožňovalo jeho pomalé otáčení. Při otáčení se podle éterové teorie měnila rychlost světla v každém ze dvou na sebe kolmých ramen, což způsobovalo posun interferenčního obrazce. Výsledky experimentu ukázaly posun odpovídající nule a rozhodně menší než dvacetina posunu, který by se očekával, kdyby rychlost Země na oběžné dráze kolem Slunce byla stejná jako její rychlost v éteru.

Další verze experimentu byly prováděny stále sofistikovaněji, ale Michelson-Morleyho měření byla první s dostatečnou přesností, která zpochybnila existenci éteru. Vysvětlení jejich nulového výsledku čekalo na poznatky, které přinesla Einsteinova speciální teorie relativity v roce 1905.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.