(f. Strelno, Preussen, 19. desember 1852; d. Pasadena, California, 9 Mai 1931)
fysikk, optikk, metrologi.
Presisjonsmåling i eksperimentell fysikk var Michelsons livslange lidenskap. I 1907 ble Han den Første amerikanske statsborgeren til å vinne En Nobelpris i en av vitenskapene, og ble så æret «for sine presisjonsoptiske instrumenter og de spektroskopiske og metrologiske undersøkelsene som ble utført med dette.»Michelson målte lysets hastighet i 1878 som sin første venture i seientific forskning, og han gjentatte ganger tilbake til den eksperimentelle bestemmelse av denne grunnleggende konstant i løpet av det neste halve århundre. Aldri helt fornøyd med presisjonen i tidligere målinger, utviklet han og benyttet seg av mer avanserte teknikker og verktøy for å øke nøyaktigheten av sine observasjoner. Han døde, etter flere slag, under en forseggjort test av lysets hastighet i en sann delvis vakuum over en mil lang kurs På Irvine, California; men verdien senere publisert av hans kolleger (299,774 ±11 km./ sek.) var sannsynligvis mindre presis Enn Michelsons egen optiske bestemmelse over en tjueto mils kurs mellom fjellene i sør-California i løpet av 1924-1926 (299,796 ± 4 km./se.).
Født av foreldre av beskjedne midler i omstridt territorium mellom Preussen og Polen, Utvandret Michelson i en alder av fire sammen Med sine foreldre, Samuel Og Rosalie Michelson, til San Francisco via New York og Panama. Den eldre Michelson ble en kjøpmann til gullrushet gruvearbeidere i California og senere I Virginia City, Nevada, mens hans sønn ble sendt etter sjette klasse for å gå om bord først med slektninger i San Francisco og deretter Med Theodore Bradley, rektor For Boys’ High School der. Bradley synes å ha vekket Unge Michelson interesse for vitenskap og å ha anerkjent og belønnet sine talenter i laboratoriet. På Bradley forslag Michelson konkurrerte om en stat avtale TIL US Naval Academy; men da tre bovs bundet til første plass i skoleprøven og en annen ble utnevnt, bestemte unge Michelson å ta sin sak, med et anbefalingsbrev fra kongressmannen, Til Det Hvite Hus. I 1869 reiste han til Washington, så President Grant, og fikk sin avtale Til Annapolis.
Uteksaminert med klassen av 1873, Michelson gikk til sea lor flere cruise før han ble overført til akademiet som instruktør i naturvitenskap. Den 10. April 1877 Giftet Michelson Seg Med Margaret Heminway fra en velstående familie I New York.; dette ekteskapet varte i tjue år og produserte to sønner og en datter.
Mens Han underviste i fysikk i 1878, Ble Michelson interessert i å forbedre Foucaults metode for å måle lysets hastighet terrestrialt. I juli 1878, Med en gave på 2000 dollar fra sin svigerfar, Var Michelson i stand til å forbedre det roterende speilapparatet og å perfeksjonere sitt eksperiment-den fjerde terrestriske måling av lysets hastighet. Han ble etterfulgt Av Fizeau, Foucault og Cornu. Simon Newcomb, superintendent Av Nautical Almanac Office, ble interessert i sitt arbeid. Som følge av dette ble hans første vitenskapelige merknader og papirer publisert i 1878-1879, og han begynte å samarbeide med Newcomb på et statlig støttet prosjekt for å avgrense bestemmelsen av lysets hastighet ytterligere. Han fikk permisjon for å gjøre høyere studier I Europa i løpet av 1880-1882. Han studerte Med Helmholtz I Berlin, Med Quincke I Heidelberg, Og Med Cornu, Mascart og Lippman i Paris.
vinteren 1880-1881, mens Han jobbet I helmholtz’ laboratorium, Tenkte Michelson på et middel for å prøve en annenordens måling Av Maxwells forslag for å teste jordens relative bevegelse mot den allestedsnærværende, hvis hypotetiske, luminiferøse eter. På grunn Av Æren Som Alexander Graham Bell opprettholdt i sin konto med Berlin-instrumentmakerne Schmidt Og Haensch, designet Michelson et apparat kalt et interferensielt refraktometer, som han deretter brukte til å teste for relativ bevegelse, eller en «aether-vind», ved å sammenligne hastigheten på to lysblyanter splittet fra en enkelt stråle og forårsaket å krysse stier vinkelrett på hverandre på en base som kunne roteres mellom observasjoner. Ved forskjellige azimutter ble det forventet at de rekombinerte blyanter som danner interferensfranser, ville skifte forbi et fiducialmerke og derved gi data som kunne beregnes jordens «absolutte bevegelse» med hensyn til eter eller de» faste » stjernene, da det suser gjennom rommet. Dette første ether-drift-eksperimentet ble prøvd I Berlin, deretter Ved Astrophysicalisches Observatorium I Potsdam, med skuffende nullresultater. Instrumentet i seg selv var utrolig følsomt og allsidig; men feil i eksperimentell design, påpekt Av A. Potier og senere Av H. A. Lorentz, sammen med nullresultatene selv og de teoretiske vanskelighetene med hensyn til hva som var ment med «absolutt hastighet», førte Senere Michelson til å vurdere forsøket en feil. Hypotesene Til A. J. Fresnel om en universell stasjonær eter og G. G. Stokes om astronomisk aberrasjon ble dermed stilt spørsmålstegn ved.
den undulatoriske teorien om lys som generelt akseptert på 1880-tallet antok ganske enkelt et luminiferøst medium. Denne «aether» må gjennomsyre intermolekylære rom, av både gjennomsiktige og ugjennomsiktige materialer, samt interstellare rom. Derfor bør den være i ro eller stasjonær i universet og derfor gi en referanseramme for å måle jordens hastighet. Michelson nektet dristig gyldigheten av denne hypotesen om en stasjonær eter, men han opprettholdt alltid behovet for en slags eter for å forklare fenomenene for forplantning av lys. Ad hoc hypoteser syntes snart nødvendig for å forklare hvorfor ingen relativ etherwind eller relativ bevegelse syntes å være detekterbar I Michehons interferometer på jordens overflate. Dette nysgjerrige puslespillet pirret Interessen Til Lorentz, W. Thomson (Senere Lord Kelvin), Og FitzGerald, blant andre.
I 1881 Michelson trakk seg fra aktiv tjeneste, og neste år begynte han fakultetet for new Case School Of Applied Science I Cleveland, Ohio. Der satte han opp forbedrede apparater, og hjalp Til med å sjekke Simon Newcombs målinger av lyshastighet og teste ulike fargede lys for brytningsindekser i ulike medier. I 1885 Startet Michclson et samarbeidsprosjekt med Edward W. Morley Fra Western Reserve, en senioreksperimentalist (og hovedsakelig en kjemiker) med et forseggjort laboratorium. Deres første forsøk, utført på forslag Av W. Thomson, Og Av Rayleigh og Gibbs, var å verifisere Fizeau-eksperimentet, rapportert i 1859, som angivelig hadde bekreftet Fresnels dragkoeffisient ved å sammenligne de tilsynelatende hastighetene av lys som beveger seg med og mot en strøm av vann. Dette» eter-dra » – eksperimentet fungerte bra og bekreftet antagelsene Til Fresnel, Maxwell, Stokes og Rayleigh om astronomisk aberrasjon og et all-gjennomgripende immaterielt luminiferous medium.
Michelson og Morley redesignet deretter ether-drift-eksperimentet i 1881 for å øke banelengden nesten tidoblet og for å redusere rotasjonsfriksjon ved å flyte en sandsteinplate på et kvikksølvlager. I løpet av fem dager i juli 1887 Utførte Michelson Og Morley sin test for jordens relative bevegelse i bane mot en stasjonær eter. Deres resultater var null og så nedslående at de forlot enhver innsats for å fortsette med testene de hadde tenkt på høsten, vinteren og våren. Følsomheten de hadde oppnådd med dette nye interferometeret, omtrent en fjerdedel i en milliard, var imidlertid sin egen belønning; og begge innovatørene begynte å tenke på andre bruksområder for slike instrumenter. Selv om forskere raskt glemte sin skuffelse, teoretikere, og spesielt FitzGerald, Larmor, Lorentz, Og Poincaré, gjort mye av sin manglende evne til å finne frynser skift og å underbygge Fresnel og Stokes bølge teori om lys.
Michelson akseptert et tilbud i 1889 for å flytte til Det nye Clark University I Worcester, Massachusetts. Samtidig begynte han å gjennomføre en monumental metrologisk prosjekt som han og Morley hadde tenkt å bestemme eksperimentelt lengden på den internasjonale måleren bar På Sè i form av bølgelengder av kadmium lys. Ved å tilpasse sitt refraktometer som komparator for lengder som kunne reduseres gjennom spektroskopi og interferometriske teknikker til ikke-materielle lengdestandarder, Fant Michelson i 1892-1893 At Paris-måleren var lik 1.553.163, 5 bølgelengder av den røde kadmiumlinjen. Så elegant var suksessen og presisjonen til dette prosjektet At Michelson ble internasjonalt kjent.
I 1893 Michelson flyttet til Det nye University Of Chicago for å lede sin avdeling for fysikk. Der begynte han å utvikle sine interesser i astrofysisk spektroskopi. Diffraksjon gitter, en ny harmonisk analysator, og echelon spektroskopet, samt en storstilt vertikal interferometer, ble designet av Og bygget for Michelson rundt århundreskiftet. Han ble tydelig anerkjent som en av nasjonens fremste eksperimentelle fysikere og ble invitert Til Å gi Lowell-forelesningene Ved Harvard I 1899, senere publisert Som Light Waves and Their Uses (Chicago, 1903). Også I 1899 Giftet Michelson seg på nytt, etter å ha blitt skilt, og tok Som sin andre kone Edna Stanton, som fødte ham tre døtre.
Da Einsteins tre berømte papirer fra 1905 dukket opp, innviet en av uhich den spesielle relativitetsteorien ved å dispensere med ideen om en eter og ved å heve lysets hastighet til en absolutt konstant, Var Michelson altfor opptatt med tidligere forpliktelser og med å motta æresbevisninger for å betale mye oppmerksomhet.
forholdet mellom Michelsons eksperimentelle arbeid og Einsteins relativitetsteorier er komplekst og historisk indirekte. Men påvirkning av hans eter-drift tester På Lorentz, FitzGerald, Poincaré, W. Thomson, Lodge, Larmor og andre teoretikere rundt 1900 er mindre problematiske og ganske direkte. Selv om forskere fortsetter å diskutere rollen som hans klassiske ether-drift-eksperiment, Snakket Michelson selv i sine siste år fortsatt om » den elskede gamle ether (som nå er forlatt, selv om jeg personlig fortsatt klamrer seg litt til det). Han rådet i 1927 i sin siste bok som relativitetsteori gis en «sjenerøs aksept,» selv om han forble personlig skeptisk.
fra 1901 til 1903 hadde Han vært president I American Physical Society, og i 1907 mottok Han Copleymedaljen Fra Royal Society (London) i Tillegg Til Nobelprisen. I løpet av sitt halvt århundre som aktiv forsker ble han valgt til æresmedlemskap i mer enn tjuefem samfunn, ble tildelt elleve æresgrader og mottatt sytten medaljer. I 1910-1911 var Han president For American Association For The Advancement Of Science, og fra 1923 til 1927 ledet Han National Academy of Sciences.
Under Første Verdenskrig returnerte Michelson til marinen som sekstifem år gammel reserveoffiser. Han hjalp perfekt en optisk avstandsmåler og demonstrert toleranser for feil i striated optiske briller. Etter krigen Gjorde Eddington eclipse expedition i 1919 Einstein og relativitetsteori nesten synonymt med esoterisk moderne vitenskap. Selv om legenden har mye oppblåst Rollen Michelson-Morley eksperiment i angivelig å gi grunnlag For Einsteins første arbeid på prinsippet om relativitetsteori anvendt på elektrodynamikk, Michelson bekreftelser av lysets hastighet som en virtuell konstant gjorde faktisk bevise betydelig like for den spesielle og for de generelle teorier om relativitet.
Tidlig På 1920-tallet Begynte Michelson å tilbringe mer tid i California På Mt. Wilson, I Pasadena, Og Ved California Institute Of Technology. Foruten undervisning hadde hans hovedarbeid i nesten et tiår vært å perfeksjonere styringsmotorer for produksjon av bedre diffraksjonsgitter. Men administrative oppgaver ved University Of Chicago veide også tungt på ham. I sør-California, han kunne arbeide og spille i flere velutstyrte laboratorier og også nyte sin interesse for tennis, biljard, sjakk, og akvarell maleri. Tester for stivhet av jorden (eller earth-tide eksperimenter) ble fulgt av arbeid Med Hg Gale mot en forseggjort test nær Chicago for effekten av jordens rotasjon på lysets hastighet. Andre studier av anvendelsen av interferensmetoder på astronomiske problemer førte til konstruksjonen i 1920 av det berømte stellar interferometeret på Hooker 100-tommers teleskop som målte den fantastiske vinkeldiameteren til α Orionis (Belelgeuse), som ble funnet å ha en disk som inneholdt 0, 047″ bue, eller omtrent 240 millioner miles i diameter. Fortsatt andre tester og en geodetisk undersøkelse Under Michelsons tilsyn i sør-California forberedte veien for måling av lysets hastighet mellom fjelltoppene. tonn. Wilson Til San Jacinto Mountains måling (åttito miles) ble senket på grunn av smog i 1925; Mt. Wilson Til Mt. San Antonio måling (tjueto miles) ble gjennomført i 1926, og verdien er fortsatt en av de beste optiske bestemmelser noensinne gjort.
I Mellomtiden, George Ellery Hale, direktør For Mt. Wilson Observatory, hadde invitert Til sør-California Michelsons venn og etterfølger Ved Case, Dayton C. Miller, som hadde jobbet Med Morley på andre eter-drift tester i 1900-1906 og hadde oppnådd eminense i akustikk. Miller skulle perfeksjonere det opprinnelige Michelson-Morley-eksperimentet for alle årstider og på en 6000 fot høyde. Etter mange omskiftelser gjorde Han det i 1925-1926, og Til forferdelse eller glede for et delt yrke, annonserte Miller i sin pensjonerende adresse som president For American Phvsieal Society at han endelig hadde funnet den absolutte hastigheten til solsystemet: ca 200 km./ sek. mot hodet av stjernebildet Draco! Denne utfordringen spurte Michelson å ta opp eter-drift tester igjen. Sammen Med F. G. Pease Og F. Pearson, flere svært forseggjorte interferometre ble bygget og operert kort fra 1926 til 1928, men til liten nytte. Verken Michelson eller hans team-eller noen andre eksperimentalister senere på 1920 – tallet – var i stand til å bekrefte Millers små, men positive resultater; Og Så Einstein sto verifisert i stor grad på autoriteten Til Michelsons gjentok ord.
Michelsons andre bok, Studier I Optikk, ble utgitt i 1927, året før Optical Society Of America dedikert sitt årlige møte til ham på femtiårsdagen for sin vitenskapelige karriere. Michelson hadde brukt «Lysbølger Som Målestenger for Å Høres Uendelig og Uendelig,» som tittelen på en av hans siste papirer. Da han døde i 1931, var han neppe mindre en troende i bølgeteorien om lys og dens tilhørende eter. Selv om Han støttet Einstein med få reservasjoner, var han sikker på at han faktisk hadde hørt lysets natur og funnet sitt felt både uendelig og uendelig.
BIBLIOGRAFI
I. Originale Verk. Michelsons bøker Er Lysbølger og Deres Bruk (Chicago, 1903); Og Studier I Optikk (Chicago, 1927). Oversettelser og 78 artikler er oppført I Harvey B. Lemon, «Albert Abraham Michelson: Mannen og Mannen Av Vitenskap,» I American Physics Teacher, 4 (Februar. 1936), 1–11.
MS og memorabilia materiale er vidt spredt, men den beste samlingen er holdt Av Michelson Laboratory, Naval Weapons Center, China Lake, California. Se D. Theodore McAllister, «Samle Arkiver For Hisiory Of Science,» I American Archivist, 32 (Oktober. 1969), 327-332; Og Albert Abraham Michelson: Mannen Som Lærte En Verden Å Måle, Publisering Av Michelson Museum, nr. 3(China Lake, Calif., 1970). Se Også Beholdninger Av Bohr Library, American Institute Of Physics, Senter For Historie Og Filosofi Av Phvsics, 335 East 45th Street, New York, NY 10017.
II. Sekundær Litteratur. Se Bernard Jaffe, Michelson Og Lysets Hastighet, Science Study series (Garden City, NY, 1960); Dorothy Michelson Livingston, «Michelson i Marinen; Marinen I Michelson,» I Proceedings of United States Naval Institute, 95 , nr. 6 (juni 1969), 72-79, en samling av papirer og memorabilia som danner grunnlaget for en biografi om hennes far, The Master Of Light (New York, 1973); Robert A. Millikan, «Albert A. Michelson,» I Biografiske Memoarer. Sational Academy Of Sciences, 19, nr. 4 (1938), 120-147; «Proceedings Of The Michelson Møtet I Den Optiske Society Of America,» I Journal Of The Optical Society Of America, 18, nr. 3 (Mar. 1929), 143-286; Robert S. Shankland, «Albert A. Michelson At Case,» I American Journal Of Physics, 17 (Nov. 1949), 487-490; Og Loyd S. Swenson, Jr. , Den Eteriske Aether: En Historie Om Michelson-Morley-Miller Aether-Drift Eksperimenter 1880-1930 (Austin, Tex., 1972); Gerald Holton, «Einstein, Michelson, og Det «Avgjørende Eksperimentet», » I Isis, 60 , nr. 202 (Sommeren 1969), 133-197; Jean M. Bennett, et al., «Albert Michelson, Dekan For Amerikansk Optikk-Liv, Bidrag Til Vitenskap, Og Innflytelse På Dagens Fysikk,» sammen Med Robert S. Shankland, «Michelsoi Rolle I Utviklingen Av Relativitet,» I Anvendt Optikk, 12, nr. 10 (Oet. 1973), 2287 og 2253; Loyd S. Swenson Jr., «Michelson-Morley-Miller Eksperimenter Før og Etter 1905,» I Journal For The History Of Astronomy, 1, nr. 1 (1970), 56-78.
Loyd S. Swenson Jr.