(s. Strelno, Preussi, 19. Pasadena, Kalifornia, 9. toukokuuta 1931)
fysiikka, optiikka, metrologia.
kokeellisen fysiikan tarkkuusmittaus oli Michelsonin elinikäinen intohimo. Vuonna 1907 hänestä tuli ensimmäinen Yhdysvaltain kansalainen, joka on saanut Nobelin palkinnon jossakin tieteessä, sillä hänet on niin arvostettu ”tarkkuusoptisten instrumenttiensa ja niillä suoritettujen spektroskooppisten ja metrologisten tutkimusten ansiosta.”Michelson mittasi valonnopeuden vuonna 1878 ensimmäisenä seitieteellisenä tutkimuksenaan, ja seuraavan puolen vuosisadan aikana hän palasi toistuvasti tämän perusvakion kokeelliseen määrittämiseen. Koskaan täysin tyytyväinen tarkkuus entisiä mittauksia, hän kehitti ja hyödynsi kehittyneempiä tekniikoita ja työkaluja lisätä tarkkuutta hänen havaintoja. Hän kuoli, kun useita aivohalvauksia, aikana kehittää testi nopeus valon todellinen osittainen tyhjiö yli kilometrin mittainen kurssi Irvine, California; mutta arvo myöhemmin julkaissut hänen kollegansa (299,774 ±11 km./sec.) oli luultavasti epätarkempi kuin Michelsonin oma optinen määritys Etelä-Kaliforniassa vuosina 1924-1926 sijainneesta vuorten välisestä 22 kilometrin radasta (299 796 ± 4 km./katso.).
vähävaraisille vanhemmille syntynyt Michelson muutti nelivuotiaana vanhempiensa Samuel ja Rosalie Michelsonin kanssa New Yorkin ja Panaman kautta San Franciscoon. Vanhemmasta Michelsonista tuli kauppias kullankaivajille Kaliforniaan ja myöhemmin Virginia Cityyn Nevadaan, kun taas hänen poikansa lähetettiin kuudennen luokan jälkeen ensin sukulaisten luo San Franciscoon ja sitten Theodore Bradleyn, sikäläisen Boys’ High Schoolin rehtorin, luo. Bradley vaikuttaa herättäneen nuoren Michelsonin kiinnostuksen tieteeseen ja tunnustaneen ja palkinneen hänen lahjakkuutensa laboratoriossa. Bradleyn ehdotuksesta Michelson kilpaili valtion nimityksestä Yhdysvaltain laivastoakatemiaan; mutta kun kolme bovs sidottu ensimmäisen sijan skolastinen tentti ja yksi nimitettiin, nuori Michelson päätti viedä hänen asiansa, suosituskirje hänen kongressiedustaja, Valkoiseen taloon. Vuonna 1869 hän matkusti Washingtoniin, tapasi presidentti Grantin ja sai nimityksen Annapolisiin.
valmistuttuaan vuoden 1873 kurssilla Michelson kävi useita risteilyjä merellä ennen kuin hänet siirrettiin akatemiaan fysikaalisten tieteiden opettajaksi. 10 päivänä huhtikuuta 1877 Michelson naimisissa Margaret Heminway, vauras New York perhe; tämä avioliitto kesti kaksikymmentä vuotta ja synnytti kaksi poikaa ja tyttären.
opettaessaan fysiikkaa vuonna 1878 Michelson kiinnostui parantamaan Foucault ’ n menetelmää valon nopeuden mittaamiseksi terrestriaalisesti. Heinäkuussa 1878 Michelson sai appiukoltaan 2 000 dollarin lahjan, jolla hän pystyi parantamaan pyörivä peili-laitetta ja viimeistelemään kokeensa-neljännen maanpäällisen valonnopeuden mittauksen. Häntä edelsivät Fizeau, Foucault ja Cornu. Simon Newcomb, Nautical Almanac Office, kiinnostui hänen työstään. Tämän seurauksena hänen ensimmäiset tieteelliset ilmoituksensa ja paperinsa julkaistiin vuosina 1878-1879, ja hän alkoi tehdä yhteistyötä Newcombin kanssa hallituksen tukemassa hankkeessa, jossa tarkennettiin edelleen valon nopeuden määrittämistä. Hän sai virkavapaata tehdäkseen jatko-opintoja Euroopassa vuosina 1880-1882. Hän opiskeli Helmholtzin johdolla Berliinissä, Quincken johdolla Heidelbergissä sekä Cornun, Mascartin ja Lippmanin johdolla Pariisissa.
talvella 1880-1881 työskennellessään Helmholtzin laboratoriossa Michelson keksi keinon kokeilla Maxwellin ehdotuksesta toisen kertaluvun mittausta maapallon suhteellisen liikkeen testaamiseksi ubiquitous, joskin hypoteettinen, luminiferous ether. Hyödyntämällä luotto, että Alexander Graham Bell ylläpidetään hänen huomioon Berliinin väline päättäjien Schmidt ja Haensch, Michelson suunniteltu laite kutsutaan interferentiaalinen refraktometri, jota hän sitten käyttää testata suhteellinen liike, tai ”aether-tuuli,” vertaamalla nopeus kaksi kyniä valon split yhdestä palkki ja aiheutti kulkea polkuja suorassa kulmassa toisiinsa, kun pohja, joka voitaisiin pyörittää välillä havaintoja. Eri atsimuteilla odotettiin, että yhdistetyt lyijykynät, jotka muodostavat interferenssirajapintoja, siirtyisivät fiducial-merkin ohi ja siten antaisivat tietoja, joista voitaisiin laskea maan ”absoluuttinen liike” suhteessa eetteriin tai ”kiinteisiin” tähtiin, kun se sinkoutuu avaruuden halki. Tämä ensimmäinen eetteri-drift kokeilu kokeiltiin Berliinissä, sitten Astrophysicalisches Observatorium at Potsdam, kanssa pettymyksen nolla tuloksia. Itse soitin oli hämmästyttävän herkkä ja monipuolinen, mutta A. Potierin ja myöhemmin H. A.: n esiin tuomat virheet kokeellisessa suunnittelussa. Lorentz, yhdessä null tuloksia itse ja teoreettisia vaikeuksia, jotka koskevat sitä, mitä oli tarkoitettu ”absoluuttinen nopeus”, myöhemmin johtanut Michelson harkita kokeen epäonnistuminen. A. J. Fresnelin hypoteesit universaalista stationäärieetteristä ja G. G. Stokesin hypoteesit tähtitieteellisestä aberraatiosta kyseenalaistettiin.
1880-luvulla yleisesti hyväksytty valon undulatoriateoria oletti yksinkertaisesti luminiferoivaa väliainetta. Tämän ”eetterin” täytyy läpäistä sekä läpinäkyvien että läpinäkymättömien materiaalien intermolekulaariset tilat että tähtienvälinen avaruus. Näin ollen sen pitäisi olla levossa tai paikallaan maailmankaikkeudessa ja tarjota siten viitekehys, jota vasten voidaan mitata maan nopeus. Michelson kiisti rohkeasti tämän stationääristä eetteriä koskevan hypoteesin paikkansapitävyyden, mutta hän piti aina kiinni siitä, että jonkinlaista eetteriä tarvitaan selittämään valon etenemisen ilmiöitä. Ad hoc-hypoteesit näyttivät pian tarpeellisilta selittämään, miksi michehonin interferometrissä ei näyttänyt olevan havaittavissa mitään suhteellista etherwindiä tai suhteellista liikettä Maan pinnalla. Tämä erikoinen arvoitus herätti Lorentzin, W. Thomson (myöhemmin Lordi Kelvin) ja muun muassa FitzGerald.
vuonna 1881 Michelson erosi aktiivipalveluksesta, ja seuraavana vuonna hän liittyi New Case School of Applied Sciencen tiedekuntaan Clevelandissa, Ohiossa. Siellä hän perusti parannettu laite, auttaa tarkistamaan Simon Newcomb n nopeus-of-light mittaukset ja testaus eri värisiä valoja indeksit taittumisen eri tiedotusvälineissä. Vuonna 1885 Michclson aloitti yhteistyöprojektin Western Reserven Edward W. Morleyn kanssa, joka oli vanhempi kokeilija (ja ensisijaisesti kemisti) ja jolla oli taidokas laboratorio. Heidän ensimmäinen ponnistus, toteutetaan ehdotuksesta W. Thomson, ja Rayleigh ja Gibbs, oli tarkistaa Fizeau kokeilu, raportoitu vuonna 1859, että oletettavasti oli vahvistanut Fresnel ’ s drag kerroin vertaamalla näennäinen nopeudet valon liikkuvat ja vastaan virran vettä. Tämä ”eetteri-drag” – koe toimi hyvin ja vahvisti Fresnelin, Maxwellin, Stokesin ja Rayleighin olettamukset tähtitieteellisistä poikkeamista ja kaikkialle ulottuvasta aineettomasta luminiferous-väliaineesta.
Michelson ja Morley suunnittelivat seuraavaksi uudelleen vuonna 1881 tehdyn eetteridriftauskokeen, jonka tarkoituksena oli lähes kymmenkertaistaa reitin pituus ja vähentää pyörimiskitkaa kelluttamalla hiekkakivilaataa elohopealaakerin päällä. Viiden päivän aikana heinäkuussa 1887 Michelson ja Morley suorittivat testinsä maan suhteellisesta liikkeestä kiertoradalla stationääristä eetteriä vastaan. Heidän tuloksensa olivat mitättömiä ja niin masentavia, että he luopuivat kaikista yrityksistä jatkaa niitä kokeita, joita he suunnittelivat seuraavan syksyn, talven ja kevään aikana. Herkkyys, jonka he olivat saavuttaneet tällä uudella interferometrillä, joka oli noin neljäsosa miljardista, oli kuitenkin oma palkintonsa, ja molemmat innovaattorit alkoivat miettiä muita käyttötarkoituksia tällaisille välineille. Vaikka kokeilijat nopeasti unohtivat pettymyksensä, teoreetikot, ja erityisesti FitzGerald, Larmor, Lorentz, ja Poincaré, teki paljon niiden epäonnistuminen löytää fringe muutoksia ja vahvistaa Fresnel ja Stokes ’ s aalto teoria valoa.
Michelson hyväksyi vuonna 1889 tarjouksen muuttaa New Clarkin yliopistoon Worcesteriin Massachusettsiin. Samanaikaisesti hän alkoi suorittaa monumentaalinen metrologinen hanke, että hän ja Morley oli visioinut määrittää kokeellisesti pituus kansainvälisen mittari bar Sèvres kannalta aallonpituudet kadmium valoa. Mukautaen refraktometrinsä vertailukohtana pituuksille, joita voitiin vähentää spektroskopian ja interferometristen tekniikoiden avulla, ei-materiaalisiin pituusstandardeihin Michelson havaitsi vuosina 1892-1893, että Pariisin mittarin palkki vastasi 1,553,163.5: tä punaisen kadmiumviivan aallonpituutta. Tämän projektin menestys ja tarkkuus olivat niin elegantteja, että Michelsonista tuli kansainvälisesti kuuluisa.
vuonna 1893 Michelson siirtyi uuteen Chicagon yliopistoon johtamaan sen fysiikan laitosta. Siellä hän alkoi kehittää kiinnostustaan astrofysikaaliseen spektroskopiaan. Diffraktioritilät, uusi harmoninen analysaattori ja echelon-spektroskooppi sekä suurikokoinen pystyinterferometri, suunniteltiin ja rakennettiin michelsonille vuosituhannen vaihteen tienoilla. Hän oli selvästi tunnustettu yhdeksi ennen kokeellisen fyysikot kansakunnan ja oli kutsuttu antamaan Lowell luentoja Harvardin vuonna 1899, myöhemmin julkaistu Light Waves and Their Uses (Chicago, 1903). Myös vuonna 1899 Michelson meni uudelleen naimisiin avioeronsa jälkeen ja otti toiseksi vaimokseen Edna Stantonin, joka synnytti hänelle kolme tytärtä.
kun Einsteinin kolme kuuluisaa papereita vuodelta 1905 ilmestyi, yksi uhich vihki käyttöön erityisen suhteellisuusteorian luopumalla eetterin ajatuksesta ja nostamalla valon nopeuden absoluuttiseksi vakioksi, Michelson oli aivan liian kiireinen aikaisempien sitoumusten ja kunnianosoitusten kanssa maksaakseen paljon huomiota.
Michelsonin kokeellisen työn ja Einsteinin suhteellisuusteorioiden välinen suhde on monimutkainen ja historiallisesti epäsuora. Mutta hänen eetteri-driftauskokeidensa vaikutus Lorentziin, Fitzgeraldiin, Poincaréen, W. Thomson, Lodge, Larmor ja muut teoreetikot noin 1900 on vähemmän ongelmallinen ja melko suora. Vaikka tutkijat väittelevät edelleen hänen klassisen eetteri-ajelehtimiskokeilunsa roolista, Michelson itse puhui viimeisinä vuosinaan vielä ” rakastetusta vanhasta eetteristä (joka on nyt hylätty, vaikka itse pidän siitä vielä vähän kiinni).”Hän neuvoi vuonna 1927 viimeisessä kirjassaan, että suhteellisuusteorialle annettaisiin ”Antelias hyväksyntä”, vaikka hän pysyikin henkilökohtaisesti skeptisenä.
vuosina 1901-1903 hän oli toiminut American Physical Societyn puheenjohtajana, ja vuonna 1907 hän sai Nobelin lisäksi Royal Societyn (Lontoo) Copley-mitalin. Kaikkiaan aikana hänen puoli-vuosisadan aktiivinen tiedemies hänet valittiin kunniatohtorin jäsenyys yli kaksikymmentäviisi yhteiskuntien, sai yksitoista kunniatohtorin arvon astetta, ja sai seitsemäntoista mitalit. Vuosina 1910-1911 hän toimi American Association for the Advancement of Sciencen puheenjohtajana, ja vuosina 1923-1927 hän toimi Kansallisen tiedeakatemian puheenjohtajana.
ensimmäisen maailmansodan aikana Michelson palasi laivastoon 65-vuotiaana reserviupseerina. Hän auttoi täydellinen optinen etäisyyshaku ja osoitti toleranssit epätäydellisyydet poikkijuovaiset optiset lasit. Sodan jälkeen Eddingtonin eclipse-tutkimusretki 1919 teki Einsteinista ja suhteellisuusteoriasta lähes synonyymin esoteeriselle nykytieteelle. Vaikka legenda on paljon paisutettu rooli Michelson-Morley kokeilu oletettavasti antaa perustan Einsteinin ensimmäinen työ periaatetta suhteellisuusteoria sovelletaan electrodynamics, Michelson ’ s vahvistukset, valon nopeus kuin virtuaalinen vakio ei itse asiassa osoittautua merkittäväksi yhtä erityistä ja yleiset teoriat suhteellisuusteoria.
1920-luvun alussa Michelson alkoi viettää enemmän aikaa Kaliforniassa Mt. Wilson Pasadenassa ja California Institute of Technologyssa. Opetuksen ohella hänen päätyönsä oli lähes vuosikymmenen ajan ollut hallita moottoreita parempien diffraktioritilien valmistamiseksi. Mutta myös hallinnolliset tehtävät Chicagon yliopistossa painoivat häntä raskaasti. Etelä-Kaliforniassa hän saattoi työskennellä ja pelata useissa hyvin varustetuissa laboratorioissa ja myös hemmotella kiinnostustaan tennikseen, biljardiin, shakkiin ja vesivärimaalaukseen. Maapallon jäykkyyskokeita (tai earth-tide-kokeita) seurasi työ H. G. Galen kanssa kohti Chicagon lähellä suoritettavaa taidokasta koetta maan pyörimisen vaikutuksesta valon nopeuteen. Muut tutkimukset interferenssimenetelmien soveltamisesta tähtitieteellisiin ongelmiin johtivat siihen, että vuonna 1920 Hooker 100-tuumaisella teleskoopilla rakennettiin kuuluisa tähtien interferometri, joka mittasi α Orioniksen (Belelgeuse) hämmästyttävää kulmahalkaisijaa. Vielä toiset kokeet ja Michelsonin valvonnassa Etelä-Kaliforniassa tehty geodeettinen tutkimus valmistivat tietä vuorenhuippujen välisen valon nopeuden mittaamiselle. Mt. Wilson San Jacinto Mountains mittaus (kahdeksankymmentäkaksi mailia) oli scutted koska savusumu vuonna 1925; Mt. Wilson MT: lle. San Antonion mittaus (kaksikymmentäkaksi mailia) valmistui vuonna 1926, ja arvo on edelleen yksi parhaista koskaan tehdyistä optisista määrityksistä.
sillä välin George Ellery Hale, Mt. Wilson Observatory, oli kutsuttu Etelä-Kaliforniassa Michelsonin ystävä ja seuraaja Case, Dayton C. Miller, jotka olivat työskennelleet Morley muiden eetteri-drift testit 1900-1906 ja oli saavuttanut paremmuus akustiikka. Millerin piti hioa alkuperäinen Michelson-Morley-koe kaikkina vuodenaikoina ja 6 000 metrin korkeudessa. Kun monet vicissitudes hän teki niin 1925-1926, ja tyrmistys tai iloksi jaettu ammatti, Miller ilmoitti hänen eläkkeelle osoite presidenttinä American Phvsieal Society, että hän oli vihdoin löytänyt absoluuttinen nopeus aurinkokunnan: noin 200km.kohti Dracon tähdistön päätä! Tämä haaste sai Michelsonin ryhtymään jälleen eetteridriftauskokeisiin. Yhdessä F. G. Peasen ja F. Pearson, useita erittäin monimutkaisia interferometrit rakennettiin ja toimi lyhyesti 1926 kautta 1928, mutta vähän hyötyä. Ei Michelson eikä hänen tiiminsä-eikä kukaan muukaan kokeilija myöhemmin 1920-luvulla-kyennyt vahvistamaan Millerin vähäisiä mutta myönteisiä tuloksia, ja niin Einstein seisoi todennettuna pitkälti Michelsonin toistaman sanan auktoriteetilla.
Michelsonin toinen kirja ”Studies in Optics” julkaistiin vuonna 1927, vuotta ennen kuin Optical Society of America omisti vuosikokouksensa hänelle hänen tieteellisen uransa viidentenäkymmenentenä vuosipäivänä. Michelson oli käyttänyt” valoaaltoja Mittatankoina, joilla kaikui ääretön ja äärettömän pieni”, erään viimeisistä tutkielmistaan otsikkona. Kuollessaan vuonna 1931 hän oli tuskin vähemmän valon aaltoteoriaan ja sen samanaikaiseen eetteriin uskova. Vaikka hän tuki Einstein kanssa muutamia varauksia, hän oli varma, että hän oli todellakin kuulosti luonne valon ja löysi sen alalla sekä ääretön ja äärettömän pieni.
bibliografia
I. alkuperäisteokset. Michelsonin kirjoja ovat valoaallot ja niiden käyttö (Chicago, 1903) ja opinnot Optiikassa (Chicago, 1927). Käännökset ja 78 artikkelia on lueteltu Harvey B. Lemonin teoksessa ”Albert Abraham Michelson: the Man and the Man of Science” American Physics Teacher, 4 (Helm. 1936), 1–11.
MS-ja muistoesineaineisto on laajalti hajallaan, mutta parasta kokoelmaa pitää hallussaan Michelson Laboratory, Naval Weapons Center, China Lake, Kalifornia. Katso D. Theodore McAllister, ”Collecting Archives for the Hisiory of Science”, American Archivist, 32 (Lokakuu. 1969), 327-332; ja Albert Abraham Michelson: the Man Who teached a World to Measure, julkaisu Michelson Museum, nro 3(China Lake, Kalifornia. , 1970). Katso myös holdings of the Bohr Library, American Institute of Physics, Center for History and Philosophy of Phvsics, 335 East 45th Street, New York, N. Y. 10017.
II. Sivukirjallisuus. Katso Bernard Jaffe, Michelson and the Speed of Light, Science Study series (Garden City, N. Y., 1960); Dorothy Michelson Livingston, ”Michelson in the Navy; the Navy in Michelson,” teoksessa Proceedings of the United States Naval Institute , 95, no. 6 (kesäkuu 1969), 72-79, kokoelma papereita ja muistoesineitä, jotka muodostavat perustan hänen isänsä valon mestarin elämäkerralle (New York, 1973); Robert A. Millikan, ”Albert A. Michelson”, elämäkerrallisissa muistelmissa. Sational Academy of Sciences, 19 , no. 4 (1938), 120-147; ”Proceedings of the Michelson Meeting of the Optical Society of America”, Journal of the Optical Society of America, 18, No. 3 (Mar. 1929), 143-286; Robert S. Shankland, ”Albert A. Michelson at Case”, American Journal of Physics, 17 (Nov. 1949), 487-490; ja Loyd S. Swenson, Jr., the Ethereal Aether: A History of the Michelson-Morley-Miller Aether-Drift Experiments 1880-1930 (Austin, Tex., 1972); Gerald Holton, ”Einstein, Michelson, and the ’Crucial Experiment,'” teoksessa Isis , 60, no. 202 (Summer 1969), 133-197; Jean M. Bennett, et al., ”Albert Michelson, Dean of American Optics-Life, Contributions to Science, and Influence on Modern-Day Physics,” yhdessä Robert S. Shanklandin kanssa ”Michelsoi’ s Role in the Development of Relativity, ” in Applied Optics, 12, no. 10 (Oet. 1973), 2287 ja 2253; Loyd S. Swenson, Jr., ”The Michelson-Morley-Miller Experiments Before and After 1905,” in Journal for the History of Astronomy , 1, no. 1 (1970), 56-78.
Loyd S. Swenson, Jr.