Experimentul Michelson–Morley, unul din cele mai importante și celebre experimente

din istoria fizicii a fost efectuat în 1887 de Albert Michelson și Edward Morley.Este în

general considerată ca fiind prima dovadă solidă împotriva teoriei eterului. Experiența

aceasta a fost numită și "punctul de plecare al aspectelor teoretice ale celei de-a doua revoluții

științifice.

Teoriile din fizică de la sfârșitul secolului al XIX-lea postulau că, așa cum undele de apă au

nevoie de un mediu prin care să se deplaseze (apa), iar undele sonore au nevoie de un mediu prin care să se deplaseze (aer sau apă), așa și undele luminoase aveau nevoie de un mediu, numit "eter luminifer," sau "eter universal." Deoarece lumina poate călători prin vid, s-a

presupus că vidul trebuie să conțină mediul prin care se deplasează lumina. Întrucât viteza luminii este atât de mare, construirea unui experiment care să detecteze prezența și

proprietățile acestui eter necesitau ingeniozitate deosebită.

Experimentul Michelson–Morley, unul din cele mai importante și celebre experimente

din istoria fizicii a fost efectuat în 1887 de Albert Michelson și Edward Morley.Este în

general considerată ca fiind prima dovadă solidă împotriva teoriei eterului. Experiența

aceasta a fost numită și "punctul de plecare al aspectelor teoretice ale celei de-a doua revoluții

științifice.

Teoriile din fizică de la sfârșitul secolului al XIX-lea postulau că, așa cum undele de apă au

nevoie de un mediu prin care să se deplaseze (apa), iar undele sonore au nevoie de un mediu prin care să se deplaseze (aer sau apă), așa și undele luminoase aveau nevoie de un mediu, numit "eter luminifer," sau "eter universal." Deoarece lumina poate călători prin vid, s-a

presupus că vidul trebuie să conțină mediul prin care se deplasează lumina. Întrucât viteza luminii este atât de mare, construirea unui experiment care să detecteze prezența și

proprietățile acestui eter necesitau ingeniozitate deosebită.

Experimentul lui Michelson-Morley

Acest mediu ,eterul,care trebuia sa aibă în acelaşi timp ,o mare elasticitate,pentru a justifica viteza foarte mare a luminii,cât şi o mare fluiditate pentru a nu opune rezistenţă apreciabilă corpurilor aflate în

mişcare ,trebuia să umple întreg spaţiul, vid sau substanţa ,el insă neproducând nici un efect dinamic.

Existenţa unui eter imobil, în repaus, întrucât propagarea luminii ar putea fi raportată la eter,iar sistemul de referinţă în care eterul este în repaus să

devină preferenţial, fiind unic.

Experimentele efectuate de Michelson şi Morley în 1887 au avut ca scop punerea în evidenţă a mişcării Pământului faţă de mediul ipotetic aflat în repaus , suport material al propagării luminii fiind eterul. Viteza luminii în

eterul din atmosfera c, era considerată aprx. egală cu viteza în eterul aflat în vid . Michelson a presupus ca pentru 2 direcţii diferite de propagare faţă de

direcţia de mişcare a Pământului, două raze de lumină vor avea viteze diferite.

.

Acest mediu ,eterul,care trebuia sa aibă în acelaşi timp ,o mare elasticitate,pentru a justifica viteza foarte mare a luminii,cât şi o mare fluiditate pentru a nu opune rezistenţă apreciabilă corpurilor aflate în

mişcare ,trebuia să umple întreg spaţiul, vid sau substanţa ,el insă neproducând nici un efect dinamic.

Existenţa unui eter imobil, în repaus, întrucât propagarea luminii ar putea fi raportată la eter,iar sistemul de referinţă în care eterul este în repaus să

devină preferenţial, fiind unic.

Experimentele efectuate de Michelson şi Morley în 1887 au avut ca scop punerea în evidenţă a mişcării Pământului faţă de mediul ipotetic aflat în repaus , suport material al propagării luminii fiind eterul. Viteza luminii în

eterul din atmosfera c, era considerată aprx. egală cu viteza în eterul aflat în vid . Michelson a presupus ca pentru 2 direcţii diferite de propagare faţă de

direcţia de mişcare a Pământului, două raze de lumină vor avea viteze diferite.

.

Aparatul realizat si utilizat de Michelson, cuprinde o lamelă semitransparentă

L, argintată pe faţa AB, o sursă de lumină S şi două oglinzi plane O1 şi O2 fixate toate pe un suport rigid, care ar putea fi rotit, cele două oglinzi plane

perpendiculare între ele erau plasate la aceeaşi distanţă l de lamela semitransparentă. Întregul dispozitiv fiind fixat pe Pământ evident că se

deplasa cu viteza v, odată cu acesta , în timp ce fasciculul luminos monocromatic , emis de sursa S, se deplasa cu viteza c în sens invers

mişcării acestuia. Orice fascicul luminos I , incident la faţa AB a lamelei semitransparente L, va produce un fascicul luminos I1 care traversează lamela şi un fascicul luminos I2 ce se reflectă în punctul M , aceste două fascicule luminoase intâlnind cele două oglinzi O1 şi O2 se reflectă producând fasciculele I’1 şi I’2 , care se reîntorc pe acelaşi drum si după ce străbat lamela L , se regăsesc în fasciculele luminoase R1 si R2 care se suprapun .

Dacă dispozitivul experimental este în repaus în eter ,timpii utilizaţi de cele două fascicule luminoase l1 şi l2 pentru a merge de la lamela L la oglinzile O1 şi O2 şi

înapoi vor fi egali , fasciculele luminoase R1 şi R2 sunt în fază şi se vor întări unul

pe altul. Dacă însă dispozitivul experimental se deplasează în raport cu eterul, mişcându-se odată cu Pământul cu viteza acestuia ,cei doi timpi nu vor mai fi egali, fasciculele luminoase R’1 şi R’2 vor fi defazate, şi va rezulta un proces de

interferenţă . Fie situaţia în care dispozitivul experimental al lui Michelson ,fixat pe Pământ , se deplasează cu viteza v odată cu acesta , iar fasciculul luminos monocromatic, emis de sursa S , se deplasează în sens invers , cu viteza c. Fasciculul luminos , care traversează lamela L , nu întâlneşte oglinda plană în poziţia O1 ci într-o

poziţie O’1, întrucât în timp ce lumina se deplasează spre oglinda plană cu viteza

c , aceasta , la rândul ei , se deplasează în întâmpinarea fasciculului luminos cu viteza v.

Notând cu t1 ,timpul necesar fasciculului luminos să parcurgă distanţa de la

lamela L la oglinda O1 si cu ɛ distanţa parcursă în acest timp de oglindă cu viteza

v , va rezulta evident:

t1= unde ɛ=vt1 adica t1=

Fasciculul luminos l’1 reflectat de oglinda O1, nu reîntâlneşte lamela

semitransparentă în poziţia L1 ci intr-o poziţie L2 întrucât şi lamela s-a deplasat în

acest timp cu viteza v. Dacă se ia în considerare că în momentul când fasciculul

luminos l1 a întâlnit oglinda plană în O’1

lamela L era deplasată din poziţia L1 cu mărimea ɛ şi se notează cu distan𝜎 ţa

parcursă de lamela L până ce este ajunsă de fasciculul l’1 reflectat de oglinda plană O’2 pentru timpul t2 necesar fasciculului

luminos să ajungă din O’1 în L2 va rezulta valoarea t2=

unde 𝜎=vt2 adică t2=

Timpul total τ1 necesar fasciculului luminos să parcurgă distanţa de la lamela semitransparentă L la oglinda plană O1 şi înapoi, în condiţiile deplasării acestora cu viteza v în sens invers luminii ,va rezulta din însumarea lui t1 şi t2: τ1=t1 + t2= + =~ deoarece ~

Acest fascicul luminos care se deplasează paralel cu direcţia de mişcare a Pământului , după ce traversează din nou lamela semitransparentă , produce fasciculul

R’1.

Pentru fasciculul l2 ,reflectat de suprafaţa argintată a lamelei L , situaţia apare cu totul

deosebită întrucât de această dată lumina se propagă perpendicular pe direcţia de mişcare a Pământului. Din cauza mişcării întregului dispozitiv experimental cu viteza v ,fasciculul luminos l2 nu întâlneşte oglinda plană în poziţia O2 ci în poziţia O’2 iar

fasciculul reflectat l’2 întâlneşte lamela semitransparentă în poziţia L2.

Pentru timpul τ2 , necesar fasciculului luminos reflectat l2 să parcurgă distanţa de la

lamela semitransparentă la oglinda O2 şi înapoi, va rezulta:

τ2= = unde 𝛿2=l2+

adică:

de unde rezultă: Ʈ1 2

Rezultatele experimentale obţinute de Michelson-Morley au fost cu totul şi cu totul deconcertante, întrucât nu s-a depistat nici o diferenţă de timp,respectiv nici o

deplasare a franjelor de interferenţă,rezultatul a fost întotdeauna negativ, ducând la infirmarea existenţei unui eter în raport cu care să se poată determina mişcarea

absolută.

Experienţa facută în 1887 şi în condiţii mult mai bune în 1904-1905,apoi refăcută de Kennedy în 1926,de Illingworth în 1927, de Joos în 1930,dar în toate cazurile s-a

obţinut acelaşi rezultat negativ,adică totul se întâmplă ca şi cum Pământul ar fi imobil sau mişcarea sa indetectabilă ,infirmându-se astfel existenţa eterului.

Rezultatele experimentale obţinute de Michelson-Morley au fost cu totul şi cu totul deconcertante, întrucât nu s-a depistat nici o diferenţă de timp,respectiv nici o

deplasare a franjelor de interferenţă,rezultatul a fost întotdeauna negativ, ducând la infirmarea existenţei unui eter în raport cu care să se poată determina mişcarea

absolută.

Experienţa facută în 1887 şi în condiţii mult mai bune în 1904-1905,apoi refăcută de Kennedy în 1926,de Illingworth în 1927, de Joos în 1930,dar în toate cazurile s-a

obţinut acelaşi rezultat negativ,adică totul se întâmplă ca şi cum Pământul ar fi imobil sau mişcarea sa indetectabilă ,infirmându-se astfel existenţa eterului.