1887 年的迈克耳孙−莫雷实验

迈克耳孙 1881 年在波茨坦做的实验遭到人们的怀疑,他自己也觉得不满意。只是由于著名物理学家瑞利(LordRayleigh,1842—1919)和开尔文的鼓励与催促,他才下决心跟莫雷(EdwardWilliamsMorley,1838

—1923)合作,进一步改进干涉仪实验。

1886 年开始,他们在美国克利夫兰州的阿德尔伯特(Adel−bert) 学院继续实验。为了提高仪器的稳定性和灵敏度,他们把光学系统安装在大石板上,如图 5−13。石板浮在水银槽上,可以自由旋转,改变方位。光路经多次反射,光程延长至 11 米,如图 5−14。他们满怀信心,认为这一次一定有把握测出以太漂移速度。

然而,实验的结果依然如故。他们一共观测了 4 天,得到的曲线比预期值小得多。他们写道①:

■图 5−13 迈克耳孙−莫雷实验装置图

■图 5−14 迈克耳孙−莫雷实验光路图

“观测结果用曲线表示如图 5−15。上面是中午观测的曲线,下面是傍晚观测的曲线。虚线代表理论位移的八分之一。从图形可以肯定:即使由于地球与光以太之间的相对运动会使条纹产生任何位移,这位移不可能大于条纹间距的 0.01。”

但根据理论推算,条纹位移最大应为 0.4 个条纹间距。这使他们非常失望,原来还打算在不同季节进行观测,这个想法也取消了。

■图 5−15 迈克耳孙和莫雷得到的实验曲线(λ为光波波长,虚线表示预期值的八分之一,E、S、W、N 分别表示东南西北。)