ການທົດລອງຂອງ Michelson ແລະ Morley

ການທົດລອງຂອງ Michelson ແລະ Morley

Pendahuluan

ໃນທ້າຍສະຕະວັດທີ 19, ແນວຄວາມຄິດຂອງອີເທີທີ່ມີແສງສະຫວ່າງ, ຫຼືພຽງແຕ່ "ອີເທີ," ໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມໃນບັນດານັກຟີຊິກ. ເຊື່ອກັນວ່າອີເທີເປັນຕົວກາງທີ່ເບິ່ງບໍ່ເຫັນທີ່ຊຶມເຂົ້າໄປໃນຈັກກະວານ ແລະ ເປັນຕົວກາງສຳລັບການແຜ່ກະຈາຍຂອງແສງສະຫວ່າງ, ຄືກັນກັບອາກາດທີ່ໃຫ້ຕົວກາງສຳລັບຄື້ນສຽງ. ການທົດລອງຂອງ Michelson ແລະ Morley, ດຳເນີນໃນປີ 1887, ມີຈຸດປະສົງເພື່ອກວດສອບການມີຢູ່ຂອງອີເທີນີ້. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຂົາບໍ່ພຽງແຕ່ທ້າທາຍແນວຄວາມຄິດຂອງອີເທີເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງໄດ້ປູທາງໃຫ້ແກ່ການພັດທະນາທິດສະດີສຳພັນພິເສດຂອງ Albert Einstein. ບົດຄວາມນີ້ຈະທົບທວນຄວາມເປັນມາ, ວິທີການ, ຜົນໄດ້ຮັບ, ແລະຜົນກະທົບຂອງການທົດລອງຂອງ Michelson ແລະ Morley.

Latar Belakang

ກ່ອນການທົດລອງຂອງ Michelson ແລະ Morley, ນັກຟີຊິກຊັ້ນນໍາຫຼາຍຄົນເຊື່ອວ່າແສງສະຫວ່າງຕ້ອງການຕົວກາງເພື່ອແຜ່ລາມ, ເຊັ່ນດຽວກັບຄື້ນກົນຈັກອື່ນໆ. ແນວຄວາມຄິດຂອງອີເທີນີ້ຖືກພິຈາລະນາວ່າເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອອະທິບາຍຄຸນສົມບັດຂອງແສງສະຫວ່າງ, ລວມທັງການແຜ່ກະຈາຍຂອງມັນຜ່ານສູນຍາກາດ.

ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ບໍ່ມີຫຼັກຖານການທົດລອງໃດໆທີ່ສະໜັບສະໜູນການມີຢູ່ຂອງອີເທີ. ດັ່ງນັ້ນ, Albert A. Michelson ແລະ Edward W. Morley ຈຶ່ງພະຍາຍາມກວດຈັບການເຄື່ອນທີ່ຂອງໂລກຜ່ານອີເທີໂດຍໃຊ້ອິນເຕີເຟໂຣມິເຕີ, ເຊິ່ງເປັນອຸປະກອນທີ່ພັດທະນາໂດຍ Michelson ເອງ.

ວິທີການ

ມິເຊລສັນ ອິນເຕີເຟໂຣມິເຕີ

ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມຖີ່ທີ່ Michelson ແລະ Morley ໃຊ້ປະກອບດ້ວຍແຫຼ່ງກຳເນີດແສງທີ່ປ່ອຍແສງອອກມາເທິງກະຈົກທີ່ຊຶມຜ່ານໄດ້. ແສງນີ້ແບ່ງອອກເປັນສອງລຳແສງຕັ້ງສາກ ແລະ ສະທ້ອນກັບຄືນໂດຍກະຈົກທີ່ວາງໄວ້ໃນແຕ່ລະເສັ້ນທາງ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ລຳແສງທັງສອງໄດ້ລວມເຂົ້າກັນໃໝ່, ສ້າງຮູບແບບການແຊກແຊງທີ່ສັງເກດເຫັນໄດ້.

ເຄື່ອງວັດແທກອິນເຕີເຟໂຣມິເຕີນີ້ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຕໍ່ການປ່ຽນແປງເລັກນ້ອຍໃນຄວາມຍາວຂອງເສັ້ນທາງທີ່ເດີນທາງໂດຍລຳແສງ, ສະນັ້ນມັນຄວນຈະສາມາດກວດຫາຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ເກີດຈາກການເຄື່ອນທີ່ຂອງໂລກຜ່ານອີເທີ.

ຂັ້ນຕອນການທົດລອງ

Michelson ແລະ Morley ໄດ້ຕິດຕັ້ງເຄື່ອງວັດແທກການແຊກແຊງໃນຫ້ອງທົດລອງຂອງພວກເຂົາ ແລະ ໄດ້ຊີ້ນຳລຳແສງສອງອັນ, ອັນໜຶ່ງຂະໜານກັບທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງໂລກຜ່ານອີເທີ (ພວກເຂົາສົມມຸດຕິຖານ) ແລະ ອີກອັນໜຶ່ງຕັ້ງສາກກັບທິດທາງນັ້ນ. ພວກເຂົາສົມມຸດຕິຖານວ່າ ຖ້າອີເທີມີຢູ່, ການເຄື່ອນທີ່ຂອງໂລກຜ່ານອີເທີຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມແຕກຕ່າງໃນເວລາເດີນທາງສຳລັບລຳແສງສອງອັນ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການປ່ຽນແປງທີ່ວັດແທກໄດ້ໃນຮູບແບບການແຊກແຊງ.

ການທົດລອງໄດ້ຖືກປະຕິບັດດ້ວຍທິດທາງຕ່າງໆຂອງອິນເຕີເຟໂຣມິເຕີ, ເຮັດຊ້ຳຫຼາຍຄັ້ງຕະຫຼອດປີເພື່ອຮອງຮັບການປ່ຽນແປງຂອງຕຳແໜ່ງຂອງໂລກທຽບກັບອີເທີ.

ຜົນການທົດລອງ

ຫຼັງຈາກການວັດແທກຢ່າງລະອຽດ, Michelson ແລະ Morley ບໍ່ພົບຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສຳຄັນໃນຮູບແບບການແຊກແຊງທີ່ສັງເກດເຫັນ. ຜົນໄດ້ຮັບນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າບໍ່ມີການເຄື່ອນໄຫວທີ່ສາມາດກວດພົບໄດ້ຂອງໂລກທຽບກັບອີເທີ, ເຊິ່ງຂັດແຍ້ງກັບສົມມຸດຕິຖານເບື້ອງຕົ້ນຂອງພວກເຂົາ.

ຜົນຂອງການທົດລອງນີ້ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມຜົນໄດ້ຮັບທີ່ເປັນໂມຄະ, ເພາະມັນບໍ່ໄດ້ໃຫ້ຫຼັກຖານໃດໆສຳລັບການມີຢູ່ຂອງອີເທີ. ຜົນໄດ້ຮັບນີ້ເຮັດໃຫ້ນັກວິທະຍາສາດຫຼາຍຄົນແປກໃຈໃນເວລານັ້ນ ແລະ ກາຍເປັນໜຶ່ງໃນການທົດລອງທີ່ມີຊື່ສຽງທີ່ສຸດໃນປະຫວັດສາດຂອງຟີຊິກ.

ຜົນກະທົບ ແລະ ປະຕິກິລິຍາ

ຜົນກະທົບຕໍ່ທິດສະດີອີເທີ

ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງ Michelson ແລະ Morley ໃນການກວດຈັບອີເທີໄດ້ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມສົງໄສຢ່າງຮ້າຍແຮງກ່ຽວກັບການມີຢູ່ຂອງສື່ກາງນີ້. ມີຫຼາຍທິດສະດີທີ່ຖືກສະເໜີເພື່ອອະທິບາຍຜົນໄດ້ຮັບທີ່ເປັນໂມຄະ, ລວມທັງແນວຄວາມຄິດຂອງອີເທີທີ່ຜູກມັດກັບໂລກ, ຫຼື ການຫົດຕົວຂອງຄວາມຍາວໂດຍນັກຟີຊິກສາດ George FitzGerald ແລະ Hendrik Lorentz.

ການຫົດຕົວຂອງ Lorentz-FitzGerald

ທ່ານ FitzGerald ແລະ ທ່ານ Lorentz ໄດ້ສະເໜີວ່າວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່ຜ່ານອີເທີຈະຜ່ານການຫົດຕົວຂອງຄວາມຍາວໃນທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງມັນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ເວລາການເດີນທາງຂອງແສງສະຫວ່າງໃນທັງສອງເສັ້ນທາງອິນເຕີເຟໂຣມິເຕີເທົ່າທຽມກັນ. ທິດສະດີນີ້, ທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມສົມມຸດຕິຖານການຫົດຕົວຂອງ Lorentz-FitzGerald, ໄດ້ໃຫ້ຄຳອະທິບາຍແບບ ad hoc ທີ່ຊ່ວຍຮັກສາແນວຄວາມຄິດຂອງອີເທີໄວ້ຊົ່ວຄາວ.

ການປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນທິດສະດີສຳພັນພາບ

ອັລເບີດ ໄອນ໌ສະໄຕນ໌, ໂດຍຮູ້ເຖິງຜົນຂອງການທົດລອງຂອງ ມິເຊວສັນ ແລະ ມໍລີ, ໄດ້ພັດທະນາທິດສະດີພິເສດຂອງທິດສະດີສຳພັນພາບໃນປີ 1905. ທິດສະດີນີ້ໄດ້ລົບລ້າງຄວາມຕ້ອງການອີເທີໂດຍການສົມມຸດຕິຖານວ່າຄວາມໄວຂອງແສງໃນສູນຍາກາດແມ່ນຄົງທີ່ ແລະ ຄືກັນສຳລັບຜູ້ສັງເກດການທຸກຄົນ, ໂດຍບໍ່ຄຳນຶງເຖິງການເຄື່ອນທີ່ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງເຂົາເຈົ້າ. ທິດສະດີສຳພັນພາບພິເສດໄດ້ໃຫ້ຄຳອະທິບາຍທີ່ສອດຄ່ອງ ແລະ ສະຫງ່າງາມສຳລັບຜົນຂອງການທົດລອງຂອງ ມິເຊວສັນ ແລະ ມໍລີ ໂດຍບໍ່ຕ້ອງການສື່ກາງອີເທີ.

ຄວາມສຳຄັນຂອງການທົດລອງ

ການທົດລອງຂອງ Michelson ແລະ Morley ໄດ້ໝາຍເຖິງຈຸດປ່ຽນທີ່ສຳຄັນໃນປະຫວັດສາດຂອງຟີຊິກສາດ. ຄວາມສຳຄັນອັນສຳຄັນບາງຢ່າງຂອງການທົດລອງນີ້ແມ່ນ:

1. ທ້າທາຍແນວຄວາມຄິດຂອງອີເທີ:
ການທົດລອງນີ້ໄດ້ໃຫ້ຫຼັກຖານທີ່ເຂັ້ມແຂງຕໍ່ກັບການມີຢູ່ຂອງອີເທີ, ບັງຄັບໃຫ້ນັກວິທະຍາສາດຕ້ອງຄິດຄືນໃໝ່ກ່ຽວກັບພື້ນຖານຂອງທິດສະດີແສງ ແລະ ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ.

2. ຊຸກຍູ້ການພັດທະນາທິດສະດີສຳພັນພາບ:
ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ບໍ່ມີປະໂຫຍດຈາກການທົດລອງນີ້ແມ່ນໜຶ່ງໃນປັດໃຈທີ່ກະຕຸ້ນໃຫ້ໄອນ໌ສະໄຕນ໌ພັດທະນາທິດສະດີພິເສດຂອງທິດສະດີສຳພັນພາບ, ເຊິ່ງໄດ້ປະຕິວັດຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບອະວະກາດ ແລະ ເວລາ.

3. ວິທີການທົດລອງ:
ວິທີການ interferometric ທີ່ພັດທະນາໂດຍ Michelson ຍັງສືບຕໍ່ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການທົດລອງທາງວິທະຍາສາດອື່ນໆຈໍານວນຫຼາຍ, ລວມທັງການກວດຈັບຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງໂດຍ LIGO interferometer ໃນປີ 2015.

ສະຫຼຸບ

ການທົດລອງຂອງ Michelson ແລະ Morley ແມ່ນໜຶ່ງໃນການທົດລອງທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນປະຫວັດສາດຂອງຟີຊິກສາດ. ໂດຍການທົດສອບການມີຢູ່ຂອງອີເທີ ແລະ ໄດ້ຮັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ເປັນໂມຄະ, ການທົດລອງນີ້ໄດ້ທ້າທາຍຮູບແບບວິທະຍາສາດທີ່ມີຢູ່ໃນປະຈຸບັນ ແລະ ປູທາງໃຫ້ແກ່ການພັດທະນາທິດສະດີສຳພັນພາບພິເສດຂອງໄອນ໌ສະໄຕນ໌. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການທົດລອງນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ສັ່ນສະເທືອນພື້ນຖານຂອງຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບແສງສະຫວ່າງ ແລະ ສື່ກາງການແຜ່ກະຈາຍຂອງມັນເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງກະຕຸ້ນການປ່ຽນແປງທີ່ສຳຄັນໃນຟີຊິກທິດສະດີທີ່ນຳພວກເຮົາເຂົ້າໃກ້ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ທັນສະໄໝຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບຈັກກະວານ.

ການທົດລອງນີ້ເຕືອນພວກເຮົາກ່ຽວກັບຄວາມສຳຄັນຂອງການຢັ້ງຢືນການທົດລອງໃນວິທະຍາສາດ ແລະ ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ບໍ່ຄາດຄິດສາມາດນຳໄປສູ່ຄວາມກ້າວໜ້າອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນຄວາມເຂົ້າໃຈທາງວິທະຍາສາດ. ໂດຍການລົບລ້າງຄວາມຕ້ອງການອີເທີ, ການທົດລອງຂອງ Michelson ແລະ Morley ໄດ້ຊ່ວຍນຳເອົາຍຸກໃໝ່ໃນຟີຊິກທີ່ສືບຕໍ່ມາຈົນເຖິງທຸກມື້ນີ້.