опыт, поставленный впервые А.
Майкельсоном
в 1881 с целью измерения влияния движения Земли на скорость света. Отрицательный результат М. о. был одним из основных экспериментальных фактов, легших в основу относительности теории (См.
Относительности теория).
В физике конца 19 века предполагалось, что свет распространяется в некоторой универсальной мировой среде -
Эфире
. При этом ряд явлений (
Аберрация света, Физо опыт) приводил к заключению, что эфир неподвижен или частично увлекается телами при их движении. Согласно гипотезе неподвижного эфира, можно наблюдать "эфирный ветер" при движении Земли сквозь эфир и скорость света по отношению к Земле должна зависеть от направления светового луча относительно направления её движения в эфире.
М. о. проводился с помощью
Интерферометра Майкельсона с равными плечами; одно плечо направлялось по движению Земли, другое - перпендикулярно к нему. При повороте всего прибора на 90° разность хода лучей должна менять знак, вследствие чего должна смещаться интерференционная картина. Расчёт показывает, что такое смещение, выраженное в долях ширины интерференционной полосы, равно Δ = (
2l/ λ)(
v2/ c2), где
l - длина плеча интерферометра, λ - длина волны применявшегося света (жёлтая линия Na),
с - скорость света в эфире,
v - орбитальная скорость Земли. Так как величина
v/c для орбитального движения Земли порядка 10
-4, то ожидавшееся смещение очень мало и в первом М. о. составляло всего 0,04. Тем не менее уже на основе этого опыта
Майкельсон пришёл к убеждению о неверности гипотезы неподвижного эфира.
В дальнейшем М. о. неоднократно повторялся. В опытах Майкельсона и Э. У. Морли (1885-87) интерферометр устанавливался на массивной плите, плавающей в ртути (для плавного вращения). Оптическая длина пути с помощью многократных отражений от зеркал была доведена до 11
м. При этом ожидавшееся смещение D " 0,4. Измерения подтвердили отрицательный результат М. о. В 1958 в Колумбийском университете (США) было ещё раз продемонстрировано отсутствие неподвижного эфира. Пучки излучения двух одинаковых квантовых генераторов микроволн (
Мазеров) направлялись в противоположные стороны - по движению Земли и против движения - и сравнивались их частоты. С огромной точностью (М
айкельсона
опыт10
-9\%) было установлено, что частоты остаются одинаковыми, в то время как "эфирный ветер" привёл бы к появлению различия этих частот на величину, почти в 500 раз превосходящую точность измерений.
В классической физике отрицательный результат М. о. не мог быть понят и согласован с другими явлениями электродинамики движущихся сред (См.
Электродинамика движущихся сред)
. В теории относительности постоянство скорости света для всех инерциальных систем отсчёта (См.
Инерциальная система отсчёта) принимается как постулат, подтверждаемый большой совокупностью экспериментов.
Лит.: Вавилов С. И., Экспериментальные основания теории относительности, Собрание сочинений, т. 4, М., 1956.
Е. К. Тарасов.