(N. Strelno, Prússia, 19 de dezembro de 1852; D. Pasadena, California, 9 May 1931)
physics, optics, metrology.Medição de precisão em física experimental foi a paixão de Michelson ao longo da vida. Em 1907 ele se tornou o primeiro cidadão americano a ganhar um Prêmio Nobel em uma das ciências, sendo tão honrado “por seus instrumentos ópticos de precisão e as investigações espectroscópicas e metrológicas conduzidas com isso. Michelson mediu a velocidade da luz em 1878 como sua primeira aventura na pesquisa seientífica, e ele repetidamente retornou à determinação experimental desta constante fundamental ao longo do próximo meio século. Nunca totalmente satisfeito com a precisão de medições anteriores, ele desenvolveu e aproveitou técnicas e ferramentas mais avançadas para aumentar a precisão de suas observações. Ele morreu, após vários derrames, durante um teste elaborado da velocidade da luz em um verdadeiro vácuo parcial sobre um curso de 1,5 km de comprimento em Irvine, Califórnia.; mas o valor mais tarde publicado por seus colegas (299.774 ±11 km./sec.) foi provavelmente menos preciso do que a própria determinação óptica de Michelson sobre um curso de 22 milhas entre montanhas no sul da Califórnia durante 1924-1926 (299.796 ± 4 km./ver.).Nascido de pais de meios modestos em território disputado entre a Prússia e a Polônia, Michelson, aos quatro anos, emigrou com seus pais, Samuel e Rosalie Michelson, para São Francisco via Nova Iorque e Panamá. O élder Michelson tornou-se um comerciante da corrida do ouro mineiros na Califórnia e mais tarde, em Virginia City, Nevada, enquanto que seu filho foi enviado após o sexto grau para o primeiro conselho com parentes em são Francisco e, em seguida, com Theodore Bradley, o diretor de Meninos’ High School lá. Bradley parece ter despertado o interesse do jovem Michelson na ciência e ter reconhecido e recompensado seus talentos no laboratório. Por sugestão de Bradley, Michelson competiu por uma nomeação para a Academia Naval dos EUA.; mas quando três rapazes empataram em primeiro lugar no exame escolástico e outro foi nomeado, o jovem Michelson decidiu levar o seu caso, com uma carta de recomendação do seu congressista, para a Casa Branca. Em 1869 ele viajou para Washington, viu o Presidente Grant, e ganhou sua nomeação para Annapolis.Graduando-se com a classe de 1873, Michelson foi para a sea Lor vários cruzeiros antes de ser transferido para a academia como instrutor em Ciências Físicas. Em 10 de abril de 1877, Michelson casou-se com Margaret Heminway, de uma próspera família de Nova Iorque.; este casamento durou vinte anos e produziu dois filhos e uma filha.
enquanto ensinava física em 1878, Michelson tornou-se interessado em melhorar o método de Foucault para medir a velocidade da luz terrestre. Em julho de 1878, com um presente de 2.000 dólares de seu sogro, Michelson foi capaz de melhorar o aparelho de espelho giratório e aperfeiçoar sua experiência-a quarta medição terrestre da velocidade da luz. Ele foi precedido por Fizeau, Foucault e Cornu. Simon Newcomb, superintendente do Escritório de Almanaque Náutico, ficou interessado em seu trabalho. Em consequência, seus primeiros avisos científicos e artigos foram publicados em 1878-1879, e ele começou a colaborar com Newcomb em um projeto patrocinado pelo governo para aperfeiçoar ainda mais a determinação da velocidade da luz. Obteve uma licença para estudar pós-graduação na Europa entre 1880 e 1882. Ele estudou com Helmholtz, em Berlim, com Quincke, em Heidelberg, e com Cornu, Mascart, e Lippman, em Paris.
In the winter of 1880-1881, while working in Helmholtz’ laboratory, Michelson thought of a measurement of second-order measurement of Maxwell’s suggestion for testing the relative motion of the earth against the ubiquitous, if hipotetic, luminferous ether. Desenho de crédito que Alexander Graham Bell mantida em sua conta com a Berlim, fabricantes de instrumentos Schmidt e Haensch, Michelson projetado um aparelho chamado de interferencial refratômetro, que ele, em seguida, utilizado para testar movimento relativo, ou um “éter-vento”, comparando a velocidade de dois lápis de luz divisão de um único feixe e causou a percorrer caminhos em ângulos retos, para o outro em cima de uma base que pode ser girado entre observações. Em diferentes azimutes, esperava-se que os lápis recombinados formando franjas de interferência passassem para além de uma marca fiducial e, assim, dessem dados a partir dos quais se poderia calcular o “movimento absoluto” da terra, em relação ao éter ou às estrelas “fixas”, à medida que passa pelo espaço. Este primeiro experimento de deriva de éter foi experimentado em Berlim, depois no Observatorium Astrophysicalisches em Potsdam, com resultados decepcionantemente nulos. O instrumento em si era incrivelmente sensível e versátil, mas erros no design experimental, apontados por A. Potier e mais tarde por H. A. Lorentz, together with the null results theoretical difficulties with regard to what was meaned by “absolute velocity”, later led Michelson to consider the experiment a failure. As hipóteses de A. J. Fresnel sobre um éter estacionário universal e de G. G. Stokes sobre a aberração astronômica foram, assim, postas em questão.
the undulatory theory of light as generally accepted in the 1880’s simply assumed a luminiferous medium. Este éter deve permear espaços intermoleculares, de materiais transparentes e opacos, bem como espaço interestelar. Portanto, deve estar em repouso ou estacionária no universo e, portanto, fornecer um quadro de referência para medir a velocidade da terra. Michelson negou corajosamente a validade desta hipótese de éter estacionário, mas sempre manteve a necessidade de algum tipo de Éter para explicar os fenômenos da propagação da luz. Hipóteses ad hoc logo pareceram necessárias para explicar por que nenhum vento relativo ou movimento relativo parecia ser detectável no interferômetro de Michehon na superfície da terra. Este curioso puzzle despertou o interesse de Lorentz, W. Thomson (mais tarde Lord Kelvin), e FitzGerald, entre outros.Em 1881, Michelson renunciou ao serviço ativo, e no ano seguinte ingressou na faculdade da New Case School of Applied Science em Cleveland, Ohio. Lá, ele criou um aparelho melhorado, ajudando a verificar as medidas de velocidade da luz de Simon Newcomb e testando várias luzes coloridas para índices de refração em vários meios de comunicação. Em 1885 Michclson começou um projeto colaborativo com Edward W. Morley da Western Reserve, um experimentalista sênior (e principalmente um químico) com um elaborado laboratório. Seu primeiro esforço, empreendido por sugestão de W. Thomson e Rayleigh e Gibbs, foi verificar o experimento de Fizeau, relatado em 1859, que supostamente tinha confirmado Fresnel do coeficiente de arrasto, comparando o aparente velocidades de luz movendo-se com e contra uma corrente de água. Este experimento de “ether-drag” funcionou bem e corroborou as suposições de Fresnel, Maxwell, Stokes e Rayleigh sobre a aberração astronômica e um meio luminífero imaterial totalmente penetrante.Michelson and Morley next redesenhed the 1881 ether-drift experiment to increase the path length almost tenfold and to reduce friction of rotation by floating a sandstone slab on a mercury bearing. Durante cinco dias, em julho de 1887, Michelson e Morley realizaram seu teste para o movimento relativo da terra em órbita contra um éter estacionário. Seus resultados foram nulos e tão desencorajadores que abandonaram qualquer esforço para continuar com os testes que pretendiam no outono, inverno e primavera seguintes. A sensibilidade que tinham alcançado com este novo interferômetro, cerca de um quarto em um bilhão, foi sua própria recompensa, no entanto; e ambos os inovadores começaram a pensar em outros usos para tais instrumentos. Embora os experimentadores rapidamente esqueceram sua decepção, os teóricos, e notavelmente FitzGerald, Larmor, Lorentz, e Poincaré, fizeram muito de seu fracasso em encontrar mudanças fringe e para corroborar a teoria da onda de luz de Fresnel e Stokes.Michelson aceitou uma oferta em 1889 para se mudar para a nova Universidade Clark em Worcester, Massachusetts. Ao mesmo tempo, ele começou a realizar um projeto metrológico monumental que ele e Morley tinham imaginado para determinar experimentalmente o comprimento da barra Internacional de medidores em Sèvres em termos de comprimentos de onda da luz de cádmio. Adaptação do refratômetro como um comparador para comprimentos de que poderiam ser reduzidos através de espectroscopia e interferométrico de técnicas não-materiais padrões de comprimento, Michelson encontrado em 1892-1893 que o Paris metro barra foi igual a 1,553,163.5 comprimentos de onda do vermelho de cádmio linha. Tão elegante foi o sucesso e precisão deste projeto que Michelson tornou-se internacionalmente famoso.Em 1893, Michelson mudou-se para a nova Universidade de Chicago para chefiar o departamento de física. Lá ele começou a desenvolver seus interesses na espectroscopia Astrofísica. As grelhas de difração, um novo analisador harmônico, e o espectroscópio echelon, bem como um interferômetro vertical em grande escala, foram projetados e construídos para Michelson na virada do século. He was clearly recognized as one of the foremost experimental physicists of the nation and was invited to give the Lowell lectures at Harvard in 1899, later published as Light Waves and Their Uses (Chicago, 1903). Também em 1899, Michelson se casou novamente, tendo sido divorciado, e tomou como sua segunda esposa Edna Stanton, que lhe deu três filhas.Quando apareceram os três famosos artigos de Einstein de 1905, um de uhich inaugurou a teoria da relatividade especial, dispensando a ideia de um éter e elevando a velocidade da luz a uma constante absoluta, Michelson estava muito ocupado com compromissos anteriores e com honras para prestar muita atenção.
a relação entre o trabalho experimental de Michelson e as teorias da relatividade de Einstein é complexa e historicamente indireta. But the influence of his ether-drift tests on Lorentz, FitzGerald, Poincaré, W. Thomson, Lodge, Larmor e outros teóricos por volta de 1900 é menos problemático e bastante direto. Embora os estudiosos continuem a debater o papel de seu clássico experimento éter-deriva, o próprio Michelson, em seus últimos anos, ainda falou sobre ” o velho éter amado (que agora é abandonado, embora eu pessoalmente ainda me agarro um pouco a ele).”He advised in 1927 in his last book that relativity theory be acknowledged a” generous acceptance, ” although he remained personally skeptical.
de 1901 a 1903 ele serviu como presidente da Sociedade Americana de Física, e em 1907 ele recebeu a Medalha Copley da Royal Society (Londres), além do Prêmio Nobel. Ao todo, durante seu meio século como cientista ativo, ele foi eleito membro honorário em mais de vinte e cinco sociedades, recebeu onze diplomas honorários e recebeu 17 medalhas. Em 1910-1911 ele serviu como presidente da Associação Americana para o avanço da Ciência, e de 1923 a 1927 ele presidiu a Academia Nacional de Ciências.Durante a Primeira Guerra Mundial, Michelson retornou à Marinha como um oficial de reserva de sessenta e cinco anos. He helped perfect an optical range finder and demonstrated tolerances for imperfections in striated optical glasses. Após a guerra, a expedição eclipse de Eddington de 1919 fez de Einstein e da teoria da relatividade quase sinônimo de ciência esotérica moderna. Embora a lenda tem muito inflado o papel da experiência de Michelson-Morley em, supostamente, fornecendo a base para Einstein o primeiro trabalho sobre o princípio da relatividade aplicada a electrodynamics, de Michelson corroborations da velocidade da luz virtual como uma constante que, de facto, provar significativo, igualmente, para o especial e para a teoria geral da relatividade.
no início da década de 1920, Michelson começou a passar mais tempo na Califórnia em Mt. Wilson, em Pasadena, e no Instituto de Tecnologia da Califórnia. Além de ensinar, seu principal trabalho por quase uma década tinha sido aperfeiçoar motores de decisão para a produção de melhores grelhas de difração. Mas os deveres administrativos na Universidade de Chicago também pesavam muito sobre ele. No sul da Califórnia, ele poderia trabalhar e jogar em vários laboratórios bem equipados e também satisfazer seu interesse em tênis, bilhar, xadrez e pintura de aquarela. Testes para a rigidez da terra (ou experimentos de maré da terra) foram seguidos pelo trabalho com H. G. Gale para um teste elaborado perto de Chicago para o efeito da rotação da terra na velocidade da luz. Outros estudos com a aplicação de interferência métodos de astronomia problemas levaram à construção, em 1920, do célebre estelar interferómetro no Prostituta de 100 polegadas telescópio que medida o incrível angular diâmetro de α Orionis (Belelgeuse), que foi encontrado para ter um disco subtending 0.047″ arco, ou cerca de 240 milhões de quilômetros de diâmetro. Ainda outros testes e um levantamento geodésico sob a supervisão de Michelson no sul da Califórnia prepararam o caminho para uma medição da velocidade da luz entre os picos das montanhas. m. Wilson para as montanhas de San Jacinto (oitenta e duas milhas) foi afundado por causa do smog em 1925; o Mt. Wilson para Mt. San Antonio measurement (twenty-two miles) was completed in 1926, and the value remains one of the best optical determinations ever made.Entretanto, George Ellery Hale, director da Mt. Wilson Observatory, havia convidado o amigo e sucessor de Michelson no sul da Califórnia, Dayton C. Miller, que tinha trabalhado com Morley em outros testes de deriva de éter em 1900-1906 e tinha alcançado a eminência em acústica. Miller deveria aperfeiçoar o experimento original Michelson-Morley para todas as temporadas e a uma altitude de 6.000 pés. Depois de muitas vicissitudes, ele fez isso em 1925-1926 e, para consternação ou deleite de uma profissão dividida, Miller anunciou em seu discurso aposentado como presidente da Sociedade Americana de Phvsieal que ele tinha finalmente encontrado a velocidade absoluta do sistema solar: cerca de 200 km.em direcção à cabeça da constelação de Draco! Este Desafio levou Michelson a fazer mais uma vez testes de deriva de éter. Em conjunto com F. G. Pease e F. Pearson, vários interferômetros muito elaborados foram construídos e operados brevemente de 1926 a 1928, mas de pouca utilidade. Nem Michelson nem sua equipe – nem quaisquer outros experimentalistas mais tarde na década de 1920-foram capazes de corroborar os resultados leves mas positivos de Miller; e assim Einstein ficou verificado em grande parte sob a autoridade da palavra reiterada de Michelson.O segundo livro de Michelson, “Studies in Optics”, foi publicado em 1927, um ano antes da sociedade óptica da América ter dedicado seu encontro anual a ele no quinquagésimo aniversário de sua carreira científica. Michelson usou “Light Waves as Measuring Rods for Soing The Infinite and the Infinitesimal”, como o título de um de seus últimos trabalhos. Quando ele morreu em 1931, ele não acreditava menos na teoria das ondas de luz e seu éter concomitante. Embora ele apoiasse Einstein com poucas reservas, ele estava seguro no conhecimento de que ele realmente tinha soado a natureza da luz e encontrou seu campo infinito e infinitesimal.
BIBLIOGRAPHY
I. Original Works. Os livros de Michelson são ondas de luz e seus usos (Chicago, 1903); e Estudos em Óptica (Chicago, 1927). Traduções e 78 artigos estão listados em Harvey B. Lemon, “Albert Abraham Michelson: the Man and the Man of Science,” in American Physics Teacher, 4 (Feb. 1936), 1–11.
MS e material de recordações estão muito dispersos, mas a melhor coleção é realizada pelo Laboratório Michelson, Naval Weapons Center, China Lake, Califórnia. See D. Theodore McAllister, “Collecting Archives for the Hisiory of Science,” in American Archivist, 32 (Oct. 1969), 327-332; and Albert Abraham Michelson: the Man Who Taught a World to Measure, Publication of the Michelson Museum, no.3(China Lake, Calif., 1970). Ver também 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. literatura secundária. Ver 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,” in Proceedings of the United States Naval Institute, 95 , no. 6 (June 1969), 72-79, a collection of papers and memorabilia that forms the basis for a biography of her father, the Master of Light (New York, 1973); Robert A. Millikan, “Albert A. Michelson,” in Biographical Memoirs. Sation Academy of Sciences, 19, no. 4 (1938), 120-147; “Proceedings of the Michelson Meeting of the Optical Society of America,” in Journal of the Optical Society of America , 18, no. 3 (Mar. 1929), 143-286; Robert S. Shankland, “Albert A. Michelson at Case,” in American Journal of Physics, 17 (Nov. 1949), 487-490; and 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,'” in 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,” together with Robert S. Shankland,” Michelsoi’s Role in the Development of Relativity, ” in Applied Optics , 12, no. 10 (Oet. 1973), 2287 e 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.