náhled|upright=1.2|Model Michelsonova přístroje z roku 1881 Michelsonův-Morleyův experiment je slavný pokus, který chtěl změřit vliv éteru na rychlost světla. Poprvé jej provedl americký fyzik Albert Abraham Michelson roku 1881 v Berlíně, podruhé spolu s chemikem E. Morleym v Clevelandu (Ohio). Překvapivý výsledek pokusu, kdy se žádné zpomalení éterem neprokázalo, podnítil velkou revizi fyziky a vytvoření speciální teorie relativity.

Hypotézy náhled|upright=1.0|Éterový vítr náhled|upright=1.0|Schéma Michelsonova přístroje náhled|upright=1.0|Dráhy paprsků v přístroji, vpravo za předpokladu zpomalení světla éterovým větrem

Až do konce 19. století se vědci domnívali, že jako jsou zvukové vlny vlněním nějakého látkového prostředí (média), je i světlo vlněním hypotetického éteru. Ten by vzhledem k vysoké rychlosti světla musel mít velmi nízkou hustotu a přímo by se zpomalení nedalo změřit. Francouzský fyzik Augustin-Jean Fresnel vyslovil hypotézu, že éter je v celém vesmíru více méně nepohyblivý, takže by se k měření dal využít tzv. éterový vítr. Ten by vznikal relativním pohybem Země kolem Slunce (asi 30 km/s, 108 000 km/h, což je asi 1/10 000 rychlosti světla), případně i pohybem Slunce kolem centra Galaxie, který je ještě rychlejší. Tento vítr by měl v daném místě a daném okamžiku určitý směr a rychlost, které by se ovšem díky otáčení Země během dne měnily.

Michelsonův přístroj Roku 1877 předvedl Michelson model přístroje, později nazvaného Michelsonův interferometr: paprsek světla ze zdroje F dopadá na polopropustné zrcadlo, umístěné pod úhlem 45° uprostřed přístroje. Část paprsku se pohybuje přímo, odrazí se od zrcadla B zpět a od polopropustného zrcadla do detektoru E. Druhá část paprsku se od zrcadla odrazí na zrcadlo A a odtud zpět do detektoru. Část své dráhy tedy oba paprsky proběhly ve směrech vzájemně kolmých, a pokud by éterový vítr skutečně existoval, mělo by se to na jejich rychlostech projevit. Detektor E umožnil pozorovat interference dopadajících vln, pokud se cestou rozdílně zpozdily. Celý přístroj byl otočně uložen na pevném základě a Michelson očekával, že při různých nastaveních naměří různé rozdíly v rychlosti světla éterem.

Pokusy Při studijním pobytu v Berlíně v letech 1880–1881 Michelson přístroj zkonstruoval a nainstaloval v Postupimi, ale výsledky nebyly zcela přesvědčivé. Do roku 1887 jej s Morleym podstatně zdokonalili a v Clevelandu pokus opakovali opět se záporným výsledkem: žádný fázový posun světla se nepodařilo naměřit. V následujících letech byl pokus mnohokrát zopakován s daleko dokonalejším zařízením, v 50. letech 20. století s použitím laseru a později i s vysokofrekvenčními rezonátory. Jejich jednoznačné výsledky definitivně vyvrátily éterovou hypotézu.

Výsledky Světelné, tedy elektromagnetické vlnění se od mechanického zásadně liší tím, že není vlněním nějaké látkové substance. Výsledky Michelsonova-Morleyova experimentu se roku 1882 pokusil vysvětlit nizozemský fyzik Hendrik Antoon Lorentz hypotézou kontrakce délek, na niž navázal Albert Einstein speciální teorií relativity. Pozdější a stále přesnější měření rychlosti světla ji pak nepřímo potvrdily.

Odkazy

Související články Éter (fyzika) Kontrakce délky Michelsonův interferometr Rychlost světla Speciální teorie relativity

Externí odkazy

T. Roberts, What is the experimental basis of Special Relativity? (2007) ScienceWorld Michelson-Morley Experiment Virginia University Michelson-Morley Experiment Údaje o pokusech na Hyperphysics Michelsonův článek z roku 1887 (PDF; 1,69 MB)

Kategorie:Světlo Kategorie:Relativistická fyzika Kategorie:Fyzikální experimenty