Альбе́рт Абраха́м Ма́йкельсо́н ( англ. Albert Abraham Michelson ; 19 декабря 1852 , Стрельно , Пруссия — 9 мая 1931 , Пасадина , США ) — американский физик , известен изобретением названного его именем интерферометра Майкельсона и прецизионными измерениями скорости света . В 1907 году стал лауреатом Нобелевской премии по физике «за создание точных оптических инструментов и спектроскопических и метрологических исследований, выполненных с их помощью».

Член (1888) и президент (1923—1927) Национальной академии наук США , иностранный член Лондонского королевского общества (1902) , иностранный член-корреспондент (1924) и почётный член (1926) Академии наук СССР .

Биография

Родился одним из шестерых детей в еврейской семье , проживавшей в польской части Прусского королевства . Его отец, Самуил Михельзон, был занят в торговле; мать, Розалия Михельзон (урождённая Прилубская), была дочерью Абрама Прилубского из Иновроцлава . Когда мальчику было два года (1855), его родители эмигрировали в Нью-Йорк ( США ), где их фамилия стала произноситься как «Майкельсон». Оттуда семья перебралась на запад страны и сначала жила в шахтёрских поселениях (в Калифорнии) и в Вирджиния-Сити ( Невада ), где отец развил успешный бизнес по торговле сухофруктами . В школьные годы Альберт Майкельсон жил в Сан-Франциско , в семье тёти — Генриетты Леви (матери писательницы , двоюродной сестры учёного).

В 1869 году Майкельсон поступил в Военно-морскую академию США в Аннаполисе и в 1873 году закончил её. С самого начала своего обучения Майкельсон очень интересовался наукой и в особенности проблемой измерения скорости света. После двух лет продолжения обучения в Европе он уходит с военной службы. В 1883 году становится профессором физики в школе прикладных наук в Кливленде и сосредотачивается на разработке улучшенного интерферометра .

После 1889 года работает профессором в Университете Кларка в Вустере . В 1892 году становится профессором и руководителем физического отделения новооснованного Чикагского университета . В 1907 году Майкельсон становится первым американцем, получившим Нобелевскую премию по физике. В этом же году за выдающиеся достижения в экспериментальной физике Майкельсон получил также медаль Копли .

Скорость света

Первые измерения

Уже в 1877 году , в бытность свою офицером ВМС США, Майкельсон начинает усовершенствовать метод измерения скорости света при помощи вращающегося зеркала, предложенного Леоном Фуко . Идеей Майкельсона было применить лучшую оптику и более длинную дистанцию. В 1878 году он произвёл первые измерения на довольно кустарной установке. Эта работа привлекла внимание Саймона Ньюкома — директора Nautical Almanac Office, который также планировал заняться подобными экспериментами. Майкельсон опубликовал свой результат 299 910±50 км / с в 1879 году . После этого он переехал в Вашингтон (США), чтобы помочь в проведении опытов Саймона Ньюкома. Так начались дружба и сотрудничество между двумя учёными.

Ньюком получил в своих опытах, которые лучше финансировались, значение скорости света 299 860±30 км/с, которое совпадало в пределах ошибок измерений со значением Майкельсона. Майкельсон и далее усовершенствовал свой метод; он опубликовал в 1883 году значение 299 853±60 км/с.

Маунт-Вилсон и время до 1926 года

В 1906 году Е. Б. Роза и Н. Е. Дорси измерили скорость света при помощи нового, электрического метода. В их экспериментах они получили значение 299 781±10 км/с.

После 1920 года Майкельсон приступил к «финальному» измерению скорости света в обсерватории Маунт-Вилсон , причём базой для измерения служила дистанция длиной 22 мили — до горы Лукаут, находящейся на южной стороне горы Сан-Антонио.

В 1922 году береговая и геодезическая комиссия США приступила к тщательному измерению этой дистанции при помощи недавно изобретённых инвар -лент, которое длилось два года. В 1924 году , когда длина была измерена с точностью 10 ⁻⁶ , приступили к измерению скорости света, которое тоже длилось два года и дало значение скорости света 299 796±4 км/с.

Этот знаменитый эксперимент известен также проблемами, возникавшими при его проведении. Например, большой проблемой были лесные пожары, дым от которых приводил к помутнению зеркал. Также вполне возможно, что в геодезические измерения, проведённые с такой огромной точностью, была внесена ошибка за счёт смещения базы при землетрясении в Санта-Барбаре , произошедшем 29 июня 1925 года и имевшем магнитуду 6,3 по шкале Рихтера .

Майкельсон, Пиз и Пирсон в 1932 году

После 1927 года появилось множество измерений скорости света при помощи новых, электро-оптических методов, которые дали существенно меньшие значения скорости света, чем определённое Майкельсоном оптическим методом в 1926 году .

Майкельсон продолжал искать метод измерения, который бы исключил влияние атмосферных возмущений. В 1930 году он приступил, совместно с Фрэнсисом Пизом и , к измерению скорости света в вакуумированных трубах длиной 1,6 км. Майкельсон умер после 36-го из всего 233 проведённых измерений. Проведению эксперимента мешали в основном геологические нестабильности и конденсация в трубах. В конце концов, эксперименты дали значение 299 774±11 км/с, совпадавшее с результатами электро-оптических методов.

Интерферометрия

В 1881 году Майкельсон провёл физический опыт на своём интерферометре с целью измерения зависимости скорости света от движения Земли. Результат эксперимента был отрицательный — погрешность измерения была меньше скорости Земли; таким образом получалось, что скорость света не зависела от скорости движения Земли и от направления измеряемой скорости .

В 1887 году Майкельсон совместно с Э. У. Морли провёл эксперимент, известный как эксперимент Майкельсона-Морли . В этом эксперименте определялась скорость движения Земли относительно эфира . Вопреки ожиданию, в эксперименте (как и в его более поздних и более прецизионных модификациях, проводящихся до настоящего времени) не обнаружилось движения Земли относительно эфира . Эйнштейн в своей первой статье по теории относительности упоминает «неудавшиеся попытки обнаружить движение Земли относительно „светоносной среды“» и на этой основе строит новую универсальную кинематику (уже не только для электромагнитных явлений). Опыт Майкельсона стал основанием и первым экспериментальным подтверждением теории относительности.

В 1920 году Майкельсон провёл эксперимент по измерению углового размера звёзд. Для этого он использовал интерферометр с длиной плеч 6 м. Свет от интерферометра посылался при помощи зеркал на вход 254-сантиметрового телескопа . В телескопе при этом наблюдалась система полос. При удлинении плеч интерферометра полосы исчезали. Из расстояния между зеркалами интерферометра можно было определить угловой размер звезды, а при известном расстоянии до звезды — также её диаметр. Майкельсон определил таким образом диаметр звезды Бетельгейзе .

Память

В 1970 г. Международный астрономический союз присвоил имя Майкельсона кратеру на обратной стороне Луны . В его честь названа медаль Альберта Майкельсона присуждаемая Институтом Франклина .

Библиография

• А. А. Майкельсон, «Исследование по оптике», Издательство УРСС, Москва, 2004. ISBN 5-354-00945-6
• Альберт А.Майкельсон, магистр, ВМФ США . (The relative motion of the Earth and the Luminiferous ether. Albert A. Michelson, Master, U.S.Navy) //The American Journal of Science. 1881. III series. Vol XXII, No. 128. P. 120—129. Перевод с англ. Л. С. Князевой.
• Альберт А.Майкельсон, Эдвард В.Морли (The relative motion of the Earth and the Luminiferous ether. Albert A. Michelson, Master, U.S.Navy) //The American Journal of Science. 1881. III series. Vol XXII, No. 128. P. 120—129. Перевод с англ. Л. С. Княэевой.
• А. А. Майкельсон. (The effect of the earth’s rotation on the velocity of light. Part. 1. A.A.Michelson) // The Astrophys. J. April 1925. Vol. LXI. № 5. P. 137—139. Перевод с англ. Л. С. Княэевой.
• А. А. Майкельсон, Генри Г.Гель, При участии Фреда Пирсона. (The effect of the earth’s rotation on the velocity of light. Part II. A.A.Michelson, Henry G.Gale. Assisted by Fred Pearson) // The Astrophysical J. April 1925. Vol LXI. № 5. P. 140—145. Перевод с англ. Л. С. Князевой.
• (Conference on the Michelson-Morley experiment. Held at the Mount Wilson Observatory, Pasadena, California, February 4 and 5, 1927) //The Astrophysical Journal. December 1928. Vol. LXVIII, No. 5. P. 341—402. Перевод с англ. В. А. Ацюковского и Л. С. Князевой.
• А. А. Майкельсон, Ф. Г. Пис и Ф.Пирсон. (Repetition of the Michelson-Morley experiment. By F.F.Micheson, F.G.Pease and F.Pearson) //Optical Society of America. Journal of the Optical Society of America and Review of Scientific Instumcnts. March 1929. Vol 18, No 3. P. 181—182. Перевод с англ. В. А. Ацюковского.

Примечания

Литература

• Уилсон М. Американские учёные и изобретатели / Пер. с англ. В. Рамзеса ; под ред. Н. Тренёвой. — М. : Знание , 1975. — С. 75—84. — 136 с. — 100 000 экз.
• Храмов Ю. А. Майкельсон Альберт Абрахам (Michelson, Albert Abraham) // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера . — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука , 1983. — С. 174. — 400 с. — 200 000 экз.

Ссылки

• Биография Майкельсона в кн.: Бернард ДЖЕФФ. . М.: Изд-во иностранной литературы, 1963.
• (англ.)