(n. Strelno, Prusia, 19 decembrie 1852; d . Pasadena, California, 9 mai 1931)
fizică, optică, metrologie.
măsurarea preciziei în fizica experimentală a fost pasiunea de-a lungul vieții a lui Michelson. În 1907 a devenit primul cetățean American care a câștigat Premiul Nobel pentru una dintre științe, fiind atât de onorat „pentru instrumentele sale optice de precizie și investigațiile spectroscopice și metrologice efectuate cu acestea.”Michelson a măsurat viteza luminii în 1878 ca prima sa aventură în cercetarea seientifică și a revenit în mod repetat la determinarea experimentală a acestei constante fundamentale în următoarea jumătate de secol. Niciodată pe deplin mulțumit de precizia măsurătorilor anterioare, el a dezvoltat și a profitat de tehnici și instrumente mai avansate pentru a crește acuratețea observațiilor sale. A murit, după mai multe lovituri, în timpul unui test elaborat al vitezei luminii într-un adevărat vid parțial pe un curs lung de o milă la Irvine, California; dar valoarea publicată mai târziu de către colegii săi(299,774 11 km./ sec.) a fost probabil mai puțin precisă decât propria determinare optică a lui Michelson pe un curs de douăzeci și două de mile între munții din sudul Californiei în perioada 1924-1926 (299.796 4 km./ vezi.).
născut din părinți cu mijloace modeste pe teritoriul disputat între Prusia și Polonia, Michelson la vârsta de patru ani a emigrat împreună cu părinții săi, Samuel și Rosalie Michelson, la San Francisco prin New York și Panama. Bătrânul Michelson a devenit negustor pentru minerii din goana după aur din California și mai târziu în Virginia City, Nevada, în timp ce fiul său a fost trimis după clasa a șasea să se îmbarce mai întâi cu rudele din San Francisco și apoi cu Theodore Bradley, directorul Liceului de băieți de acolo. Bradley pare să fi trezit interesul tânărului Michelson pentru știință și să-și fi recunoscut și răsplătit talentele în laborator. La sugestia lui Bradley, Michelson a concurat pentru o numire de stat la Academia Navală a SUA; dar când trei bovine s-au clasat pe primul loc în examenul scolastic și a fost numit un altul, tânărul Michelson a decis să-și ia cazul, cu o scrisoare de recomandare de la congresmanul său, la Casa Albă. În 1869 a călătorit la Washington, l-a văzut pe Președintele Grant și și-a câștigat numirea la Annapolis.
absolvind cu clasa din 1873, Michelson a mers la Sea lor mai multe croaziere înainte de a fi repartizat la Academie ca instructor în științe fizice. La 10 aprilie 1877 Michelson s-a căsătorit Margaret Heminway dintr-o familie prosperă din New York; această căsătorie a durat douăzeci de ani și a produs doi fii și o fiică.
în timp ce preda fizica în 1878, Michelson a devenit interesat să îmbunătățească metoda lui Foucault de măsurare a vitezei luminii terestru. În iulie 1878, cu un cadou de 2.000 de dolari de la socrul său, Michelson a reușit să îmbunătățească aparatul cu oglindă rotativă și să-și perfecționeze experimentul-a patra măsurare terestră a vitezei luminii. El a fost precedat de Fizeau, Foucault și Cornu. Simon Newcomb, superintendent al Biroului Almanah nautic, a devenit interesat de munca sa. În consecință, primele sale notificări științifice și lucrări au fost publicate în 1878-1879 și a început să colaboreze cu Newcomb la un proiect sponsorizat de Guvern pentru a rafina în continuare determinarea vitezei luminii. A obținut un concediu de absență pentru a face studii postuniversitare în Europa în perioada 1880-1882. A studiat cu Helmholtz la Berlin, cu Quincke la Heidelberg și cu Cornu, Mascart și Lippman la Paris.
în iarna 1880-1881, în timp ce lucra în laboratorul lui Helmholtz, Michelson s-a gândit la un mijloc de a încerca o măsurare de ordinul doi a sugestiei lui Maxwell pentru testarea mișcării relative a Pământului împotriva eterului omniprezent, dacă ipotetic, luminifer. Bazându-se pe creditul pe care Alexander Graham Bell l-a păstrat în contul său cu producătorii de instrumente din Berlin Schmidt și Haensch, Michelson a proiectat un aparat numit refractometru interferențial, pe care apoi l-a folosit pentru a testa mișcarea relativă sau un „vânt eteric”, comparând viteza a două creioane de lumină despărțite de un singur fascicul și cauzate să traverseze căi în unghi drept unul față de celălalt pe o bază care ar putea fi rotită între observații. La diferite azimuturi era de așteptat ca creioanele recombinate care formează Franjuri de interferență să treacă peste un semn fiducial și astfel să ofere date din care să poată fi calculată „mișcarea absolută” a Pământului, în raport cu eterul sau stelele „fixe”, pe măsură ce se deplasează prin spațiu. Acest prim experiment de derivare a eterului a fost încercat la Berlin, apoi la Observatoriul Astrophysicalisches de la Potsdam, cu rezultate dezamăgitor de nule. Instrumentul în sine era uimitor de sensibil și versatil; dar erori în proiectarea experimentală, subliniate de A. Potier și mai târziu de H. A. Lorentz, împreună cu rezultatele nule în sine și dificultățile teoretice cu privire la ceea ce se înțelegea prin „viteză absolută”, l-au determinat ulterior pe Michelson să considere experimentul un eșec. Ipotezele lui A. J. Fresnel cu privire la un eter staționar universal și ale lui G. G. Stokes cu privire la aberația astronomică au fost astfel puse sub semnul întrebării.
teoria undulatorie a luminii, așa cum a fost acceptată în general în anii 1880, a presupus pur și simplu un mediu luminifer. Acest „eter” trebuie să pătrundă în spații intermoleculare, atât din materiale transparente, cât și din materiale opace, precum și în spațiul interstelar. Prin urmare, ar trebui să fie în repaus sau staționar în univers și, prin urmare, să ofere un cadru de referință împotriva căruia să se măsoare viteza pământului. Michelson a negat cu îndrăzneală validitatea acestei ipoteze a unui eter staționar, dar a menținut întotdeauna nevoia unui fel de eter pentru a explica fenomenele propagării luminii. Ipotezele Ad-hoc au părut curând necesare pentru a explica de ce nici o mișcare relativă a eterului sau a mișcării relative nu părea să fie detectabilă în interferometrul lui Michehon la suprafața Pământului. Acest puzzle curios a stârnit interesul lui Lorentz, W. Thomson (mai târziu Lord Kelvin), și FitzGerald, printre alții.
în 1881 Michelson a demisionat din serviciul activ, iar în anul următor s-a alăturat Facultății new Case School of Applied Science din Cleveland, Ohio. Acolo a înființat aparate îmbunătățite, ajutând la verificarea măsurătorilor vitezei de lumină ale lui Simon Newcomb și testarea diferitelor lumini colorate pentru indici de refracție în diverse medii. În 1885 Michclson a început un proiect de colaborare cu Edward W. Morley din Western Reserve, un experimentalist senior (și în primul rând un chimist) cu un laborator elaborat. Primul lor efort, întreprins la sugestia lui W. Thomson și a lui Rayleigh și Gibbs, a fost să verifice experimentul Fizeau, raportat în 1859, care se presupune că a confirmat coeficientul de tracțiune al lui Fresnel prin compararea vitezelor aparente ale luminii care se mișcă cu și împotriva unui curent de apă. Acest experiment „eter-drag” a funcționat bine și a coroborat presupunerile lui Fresnel, Maxwell, Stokes și Rayleigh cu privire la aberațiile astronomice și la un mediu luminifer imaterial omniprezent.
Michelson și Morley au reproiectat apoi experimentul de derivare a eterului din 1881 pentru a crește lungimea căii de aproape zece ori și pentru a reduce frecarea de rotație prin plutirea unei plăci de gresie pe un rulment cu mercur. Timp de cinci zile, în iulie 1887, Michelson și Morley și-au efectuat testul pentru mișcarea relativă a pământului pe orbită împotriva unui eter staționar. Rezultatele lor au fost nule și atât de descurajante încât au abandonat orice efort de a continua cu testele pe care le intenționau în toamna, iarna și primăvara următoare. Sensibilitatea pe care au atins-o cu acest nou interferometru, aproximativ o pătrime dintr-un miliard, a fost totuși propria sa recompensă; și ambii inovatori au început să se gândească la alte utilizări pentru astfel de instrumente. Deși experimentatorii și-au uitat repede dezamăgirea, teoreticienii și, în special, FitzGerald, Larmor, Lorentz și Poincar, au făcut o mare parte din eșecul lor de a găsi schimbări marginale și de a corobora teoria undelor de lumină a lui Fresnel și Stokes.
Michelson a acceptat o ofertă în 1889 pentru a se muta la noua Universitate Clark Din Worcester, Massachusetts. În același timp, el a început să realizeze un proiect metrologic monumental pe care el și Morley l-au imaginat pentru a determina experimental lungimea barei Internaționale a contorului la S-uri în ceea ce privește lungimile de undă ale luminii de cadmiu. Adaptându-și refractometrul ca comparator pentru lungimi care ar putea fi reduse prin spectroscopie și tehnici interferometrice la standardele nemateriale de lungime, Michelson a descoperit în 1892-1893 că bara contorului de la Paris era egală cu 1.553.163, 5 lungimi de undă ale liniei roșii de cadmiu. Atât de elegante au fost succesul și precizia acestui proiect, încât Michelson a devenit faimos pe plan internațional.
în 1893 Michelson s-a mutat la noua universitate din Chicago pentru a-și conduce Departamentul de fizică. Acolo a început să-și dezvolte interesele în spectroscopia astrofizică. Grilajele de difracție, un nou Analizor armonic și spectroscopul echelon, precum și un interferometru vertical pe scară largă, au fost proiectate și construite pentru Michelson la începutul secolului. El a fost recunoscut în mod clar ca unul dintre cei mai importanți fizicieni experimentali ai națiunii și a fost invitat să susțină prelegerile Lowell la Harvard în 1899, publicate ulterior ca undele luminoase și utilizările lor (Chicago, 1903). Tot în 1899, Michelson s-a recăsătorit, fiind divorțat, și a luat-o ca a doua soție pe Edna Stanton, care i-a născut trei fiice.
când au apărut cele trei lucrări celebre ale lui Einstein din 1905, unul dintre uhich a inaugurat teoria specială a relativității renunțând la ideea unui eter și ridicând viteza luminii într-o constantă absolută, Michelson a fost mult prea ocupat cu angajamente anterioare și cu primirea onorurilor pentru a acorda multă atenție.
relația dintre lucrarea experimentală a lui Michelson și teoriile relativității lui Einstein este complexă și istoric indirectă. Dar influența testelor sale de derivare a eterului asupra Lorentz, FitzGerald, Poincar, W. Thomson, Lodge, Larmor, și alți teoreticieni în jurul anului 1900 este mai puțin problematică și destul de directă. Deși savanții continuă să dezbată rolul experimentului său clasic de derivă a eterului, Michelson însuși în ultimii săi ani a vorbit încă despre „iubitul vechi eter (care este acum abandonat, deși eu personal încă mă agăț puțin de el).”El a sfătuit în 1927 în ultima sa carte că teoria relativității să primească o „acceptare generoasă”, deși a rămas personal sceptic.
din 1901 până în 1903 a fost președinte al American Physical Society, iar în 1907 a primit Medalia Copley de la Royal Society (Londra) pe lângă Premiul Nobel. În total, în timpul jumătății sale de secol ca om de știință activ, a fost ales membru onorific în mai mult de douăzeci și cinci de societăți, a primit unsprezece grade onorifice și a primit șaptesprezece medalii. În 1910-1911 a ocupat funcția de președinte al Asociației Americane pentru progresul științei, iar din 1923 până în 1927 a prezidat Academia Națională de științe.
în timpul Primului Război Mondial, Michelson s-a întors în marină ca ofițer de rezervă în vârstă de șaizeci și cinci de ani. El a ajutat la perfecționarea unui telemetru optic și a demonstrat toleranțe pentru imperfecțiunile ochelarilor optici striați. După război, expediția eclipsei Eddington din 1919 a făcut ca Einstein și teoria relativității să fie aproape sinonime cu știința modernă ezoterică. Deși legenda a umflat mult rolul experimentului Michelson-Morley în presupusa furnizare a bazei pentru prima lucrare a lui Einstein asupra principiului relativității aplicat electrodinamicii, Coroborările lui Michelson asupra vitezei luminii ca constantă virtuală s-au dovedit de fapt semnificative în mod egal pentru teoriile speciale și generale ale relativității.
la începutul anilor 1920, Michelson a început să petreacă mai mult timp în California, la Mt. Wilson, în Pasadena, și la Institutul de Tehnologie din California. Pe lângă predare, munca sa principală de aproape un deceniu a fost perfecționarea motoarelor conducătoare pentru producerea de grătare de difracție mai bune. Dar îndatoririle administrative de la Universitatea din Chicago au cântărit foarte mult asupra lui. În California de Sud, el ar putea lucra și juca în mai multe laboratoare bine echipate și, de asemenea, să-și dedice interesul pentru tenis, biliard, șah și pictura în acuarelă. Testele pentru rigiditatea pământului (sau experimentele cu mareea pământului) au fost urmate de lucrul cu H. G. Gale spre un test elaborat lângă Chicago pentru efectul rotației Pământului asupra vitezei luminii. Alte studii privind aplicarea metodelor de interferență la problemele astronomice au dus la construirea în 1920 a celebrului interferometru stelar pe telescopul Hooker de 100 de inci care măsura uimitorul diametru unghiular al lui Orionis (Belelgeuse), care s-a dovedit a avea un disc subtending de 0,047″ arc, sau aproximativ 240 de milioane de mile în diametru. Încă alte teste și un sondaj geodezic sub supravegherea lui Michelson din California de Sud au pregătit calea pentru o măsurare a vitezei luminii între vârfurile munților. Mt. Wilson către munții San Jacinto măsurarea (optzeci și două de mile) a fost aruncată din cauza smogului în 1925; Mt. Wilson către Mt. Măsurarea San Antonio (douăzeci și două de mile) a fost finalizată în 1926, iar valoarea rămâne una dintre cele mai bune determinări optice făcute vreodată.
între timp, George Ellery Hale, directorul Mt. Wilson Observatory, îl invitase în California de Sud pe prietenul și succesorul lui Michelson la Case, Dayton C. Miller, care lucrase cu Morley la alte teste de derivare a eterului în 1900-1906 și obținuse eminență în acustică. Miller trebuia să perfecționeze experimentul original Michelson-Morley pentru toate anotimpurile și la o altitudine de 6.000 de picioare. După multe vicisitudini a făcut acest lucru în 1925-1926 și, spre consternarea sau încântarea unei profesii divizate, Miller a anunțat în discursul său de retragere ca președinte al Societății Americane Phvsial că a găsit în cele din urmă viteza absolută a sistemului solar: aproximativ 200 km./ sec. spre capul constelației Draco! Această provocare l-a determinat pe Michelson să reia testele de derivare a eterului încă o dată. În colaborare cu F. G. Pease și F. Pearson, mai multe interferometre foarte elaborate au fost construite și operate pe scurt din 1926 până în 1928, dar cu puțin folos. Nici Michelson, nici echipa sa—nici alți experimentaliști de mai târziu în anii 1920—nu au reușit să confirme rezultatele ușoare, dar pozitive ale lui Miller; și astfel Einstein a fost verificat în mare măsură pe autoritatea Cuvântului reiterat al lui Michelson.
a doua carte a lui Michelson, studii în optică, a fost publicată în 1927, cu un an înainte ca societatea optică din America să-și dedice întâlnirea anuală la cea de-a cincizecea aniversare a carierei sale științifice. Michelson folosise „undele de lumină ca tije de măsurare pentru a suna infinitul și Infinitezimalul”, ca titlu al uneia dintre ultimele sale lucrări. Când a murit în 1931, nu mai credea în teoria undelor luminii și a eterului său concomitent. Deși l-a susținut pe Einstein cu puține rezerve, el a fost sigur în cunoașterea faptului că el a sunat într-adevăr natura luminii și a găsit câmpul său atât infinit, cât și infinitezimal.
bibliografie
I. lucrări originale. Cărțile lui Michelson sunt undele luminoase și utilizările lor (Chicago, 1903); și studii în optică (Chicago, 1927). Traduceri și 78 de articole sunt enumerate în Harvey B. Lemon, „Albert Abraham Michelson: omul și omul științei”, în profesor american de Fizică, 4 (Feb. 1936), 1–11.
materialele MS și memorabilia sunt răspândite pe scară largă, dar cea mai bună colecție este deținută de laboratorul Michelson, Naval Weapons Center, China Lake, California. Vezi D. Theodore McAllister, „colectarea Arhivelor pentru Hisioria științei”, în American Archivist, 32 (Oct. 1969), 327-332; și Albert Abraham Michelson: omul care a învățat o lume de măsurat, publicarea Muzeului Michelson, nr. 3(China Lake, California., 1970). A se vedea, de asemenea, exploatațiile Bibliotecii Bohr, Institutul American de Fizică, Centrul de Istorie și Filosofie al Phvsics, 335 East 45th Street, New York, N. Y. 10017.
ii. Literatură secundară. Vezi Bernard Jaffe, Michelson și viteza luminii, seria de studii științifice (Garden City, N. Y., 1960); Dorothy Michelson Livingston, „Michelson în Marină; Marina în Michelson”, în Proceedings of the United States Naval Institute, 95 , nr. 6 (iunie 1969), 72-79, o colecție de lucrări și amintiri care formează baza unei biografii a tatălui ei, maestrul luminii (New York, 1973); Robert A. Millikan, „Albert A. Michelson”, în memorii biografice. Academia de științe sationale, 19, nr. 4 (1938), 120-147; „Proceedings of the Michelson Meeting of the Optical Society of America”, în Jurnalul Societății optice din America, 18 , nr.3 (Mar. 1929), 143-286; Robert S. Shankland, „Albert A. Michelson la Case”, în Jurnalul American de Fizică, 17 (Nov. 1949), 487-490; și Loyd S. Swenson, Jr., eterul eteric: O istorie a experimentelor Michelson-Morley-Miller Aether-Drift 1880-1930 (Austin, Tex., 1972); Gerald Holton, „Einstein, Michelson și” experimentul Crucial”, ” în Isis, 60 , nr. 202 (vara 1969), 133-197; Jean M. Bennett, și colab., „Albert Michelson, decanul opticii americane-viață, contribuții la știință și influență asupra fizicii moderne”, împreună cu Robert S. Shankland, „rolul lui Michelsoi în dezvoltarea relativității”, în optica aplicată, 12 , nr. 10 (Oet. 1973), 2287 și 2253; Loyd S. Swenson, Jr., „Experimentele Michelson-Morley-Miller înainte și după 1905”, în jurnalul pentru istoria astronomiei , 1, nr. 1 (1970), 56-78.
Loyd S. Swenson, Jr.