Eksperyans Michelson ak Morley a
Pendahuluan
Nan fen 19yèm syèk la, konsèp yon etè liminifè, oubyen tou senpleman "etè," te popilè pami fizisyen yo. Yo te kwè etè a se te yon mwayen envizib ki te penetre linivè a epi ki te bay yon mwayen pou pwopagasyon limyè, menm jan lè bay yon mwayen pou ond son. Eksperyans Michelson ak Morley, ki te fèt an 1887, te gen pou objektif detekte egzistans etè sa a. Rezilta yo pa sèlman te defye konsèp etè a, men yo te louvri chemen pou devlopman teyori relativite espesyal Albert Einstein nan. Atik sa a pral revize kontèks, metodoloji, rezilta ak enpak eksperyans Michelson ak Morley la.
Latar Belakang
Anvan eksperyans Michelson ak Morley yo, anpil fizisyen enpòtan te kwè ke limyè te bezwen yon mwayen pou l pwopaje, tankou lòt ond mekanik yo. Yo te konsidere konsèp etè sa a kòm nesesè pou eksplike pwopriyete limyè yo, tankou pwopagasyon li nan yon vid.
Sepandan, pa te gen okenn prèv eksperimantal pou sipòte egzistans etè a. Se poutèt sa, Albert A. Michelson ak Edward W. Morley te eseye detekte mouvman Latè atravè etè a lè l sèvi avèk yon entèferomèt, yon aparèy Michelson te devlope li menm.
Metodoloji
Entèferomèt Michelson
Entèferomèt Michelson ak Morley te itilize a te gen yon sous limyè ki te emèt limyè sou yon miwa semipèmeyab. Limyè sa a te divize an de reyon pèpandikilè epi miwa yo te mete nan chak chemen te reflete yo. Apre sa, de reyon yo te rekonbine, pou fòme yon modèl entèferans yo ka obsève.
Entèferomèt sa a trè sansib a ti chanjman nan longè chemen yon reyon limyè vwayaje, kidonk li ta dwe kapab detekte diferans ki koze pa mouvman Latè nan etè a.
Pwosedi Eksperimantal
Michelson ak Morley te enstale yon entèferomèt nan laboratwa yo epi yo te dirije de reyon limyè, youn paralèl ak direksyon mouvman Latè a atravè etè a (yo te sipoze) ak lòt la pèpandikilè ak direksyon sa a. Yo te fè ipotèz ke si etè a te egziste, mouvman Latè a atravè etè a ta lakòz yon diferans nan tan vwayaj pou de reyon limyè yo, sa ki ta lakòz yon chanjman mezirab nan modèl entèferans lan.
Yo te fè eksperyans yo ak divès oryantasyon entèferomèt la, yo te repete yo plizyè fwa pandan tout ane a pou akomode chanjman nan pozisyon Latè parapò ak etè a.
Rezilta Eksperimantal yo
Apre yo te fin fè mezi byen detaye, Michelson ak Morley pa jwenn okenn diferans enpòtan nan modèl entèferans yo te obsève yo. Rezilta sa a te endike ke pa te gen okenn mouvman Latè ki te ka detekte parapò ak etè a, sa ki te kontredi ipotèz inisyal yo a.
Rezilta eksperyans sa a ke yo rekonèt kòm rezilta nil la, paske li pa bay okenn prèv pou egzistans etè a. Rezilta sa a te sipriz anpil syantis nan epòk la epi li te vin tounen youn nan eksperyans ki pi popilè nan listwa fizik.
Enplikasyon ak Reyaksyon
Enpak sou Teyori Etè a
Lefèt ke Michelson ak Morley pa t rive detekte etè a te mete gwo dout sou egzistans medyòm sa a. Yo te pwopoze anpil teyori pou eksplike rezilta nil yo, tankou konsèp yon etè ki lye ak Latè, oubyen kontraksyon longè pa fizisyen George FitzGerald ak Hendrik Lorentz.
Kontraksyon Lorentz-FitzGerald
FitzGerald ak Lorentz te pwopoze ke objè k ap deplase nan etè a sibi yon kontraksyon longè nan direksyon mouvman yo, kidonk egalize tan vwayaj limyè a sou tou de chemen entèferomèt yo. Teyori sa a, ke yo rekonèt kòm ipotèz kontraksyon Lorentz-FitzGerald la, te bay yon eksplikasyon ad hoc ki te sove konsèp etè a tanporèman.
Kontribisyon nan Teyori Relativite a
Albert Einstein, ki te okouran rezilta eksperyans Michelson ak Morley yo, te devlope teyori relativite espesyal la an 1905. Teyori sa a te elimine nesesite pou yon etè lè li te postule ke vitès limyè nan yon vid konstan e menm pou tout obsèvatè, kèlkeswa mouvman relatif yo. Relativite espesyal te bay yon eksplikasyon konsistan ak elegant pou rezilta eksperyans Michelson ak Morley yo san yo pa te bezwen yon medyòm etè.
Enpòtans Eksperyans lan
Eksperyans Michelson ak Morley a te make yon gwo chanjman nan listwa fizik la. Men kèk nan pi gwo siyifikasyon eksperyans sa a:
1. Defye Konsèp Etè a:
Eksperyans sa a te bay prèv solid kont egzistans etè a, sa ki te fòse syantis yo repanse fondamantal teyori limyè ak ond elektwomayetik yo.
2. Ankouraje Devlopman Relativite a:
Rezilta nul eksperyans sa a se te youn nan faktè ki te pouse Einstein devlope teyori relativite espesyal la, ki te revolisyone konpreyansyon nou sou espas ak tan.
3. Metodoloji eksperimantal:
Metòd entèferometrik Michelson te devlope a kontinye ap itilize nan anpil lòt eksperyans syantifik, tankou deteksyon ond gravitasyonèl pa entèferomèt LIGO a an 2015.
Konklizyon
Eksperyans Michelson ak Morley a se youn nan eksperyans ki pi enpòtan nan listwa fizik. Lè li te teste egzistans etè a epi li te jwenn yon rezilta nil, eksperyans sa a te defye paradigme syantifik ki te dominan nan epòk la epi li te louvri chemen pou devlopman relativite espesyal Einstein nan. Rezilta eksperyans sa a pa sèlman souke fondasyon konpreyansyon nou sou limyè ak mwayen pwopagasyon li, men li te deklanche tou yon gwo chanjman nan fizik teyorik ki te pwoche nou pi pre konpreyansyon modèn nou sou linivè a.
Eksperyans sa a fè nou sonje enpòtans verifikasyon eksperimantal nan syans ak kijan rezilta inatandi ka mennen nan gwo pwogrè nan konpreyansyon syantifik. Lè yo te elimine nesesite pou etè, eksperyans Michelson ak Morley a te ede inogire yon nouvo epòk nan fizik ki kontinye jouk jounen jodi a.
