Michelsons interferensforsøk

Michelsons interferensforsøk. Prinsippskisse. Tegnforklaring, se artikkelteksten.

Av /Store norske leksikon ※.

Michelsons interferensforsøk er et eksperiment hvor man forsøker å måle Jordas hastighet gjennom eteren, et stoff man tidligere trodde eksisterte. For å måle dette forsøkte man å finne forskjellen i lysets hastighet i ulike retninger som følge lysets vekselvirkning med eteren. Ettersom eteren ikke eksisterer, ble det ikke påvist forskjeller i lysets hastighet. Eksperimentet ble utført av den amerikanske fysikeren Albert Abraham Michelson (1852–1931) i Berlin i 1881 etter et tidligere forslag av den britiske fysikeren James Clerke Maxwell (1831–1879). Deretter ble eksperimentet gjentatt og forbedret av Michelson og den amerikanske fysikeren Edward Williams Morley (1838–1923) i Cleveland i 1887. Dette refereres til som Michelson-Morley-eksperimentet. Det er senere utført av andre med stor nøyaktighet.

Faktaboks

Uttale
mˈaikəlsəns –

Bakgrunn

Etter at Maxwell i slutten av 1860-årene hadde formulert en teori som viste at lys er elektromagnetiske bølger, mente man at det måtte finnes et stoff i verdensrommet som lyset kunne bre seg i. Dette stoffet ble kalt eteren. Man oppfattet det slik at eteren er i ro, og at Jorda beveger seg gjennom eteren. Michelson-Morley-eksperimentet gikk ut på å måle Jordas hastighet gjennom eteren. Man visste at Jorda beveger seg med en hastighet på ca. 30 km/s (kilometer per sekund) i bane rundt Sola. Michelson-Morley-eksperimentet var nøyaktig nok til at man skulle kunne måle en hastighet på om lag én kilometer per sekund gjennom eteren.

Utførelse

Dersom Jorda har en hastighet gjennom eteren og lyset beveger seg med en bestemt fart i eteren, vil lysets hastighet i forhold til et laboratorium på Jorda være forskjellig i ulike retninger. Lyset vil gå langsommere forover enn bakover. Dette gir en forskjell i reisetid for lys som beveger seg frem og tilbake i Jordas bevegelsesretning (O–M1–O), og lys som beveger seg like langt på tvers av bevegelsesretningen (O–M2–0), se figur. Ifølge eter-forestillingen skulle forskjellen i reisetid Δt være \(/Delta t = \frac{v^2l}{c^3}\). Her er v den målte hastigheten til lyset, l er lengden lyset reiser og c er lyshastigheten i vakuum. I Michelson-Morley-eksperimentet skulle denne tidsforskjellen kunne måles med omtrent tre prosent nøyaktighet. Men man fant ingen tidsforskjell. Dette resultatet er bekreftet ved senere forsøk.

Tolkning

Michelsons resultat ble forsøksvis forklart ved å anta at eteren følger Jorda i banen sin. Men eksperimenter gjort for å teste denne antagelsen, viste at den ikke kunne stemme. Løsningen på problemet ble formulert av den tysk-sveitsisk-amerikanske fysikeren Albert Einstein (1879–1955) i 1905, da han presenterte den spesielle relativitetsteorien. Ifølge denne teorien trenger ikke lyset noen eter å bre seg i, og lyshastigheten i vakuum er den samme i enhver retning uansett hvilken hastighet laboratoriet der målingene utføres har.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg