Страница 39 из 84
— Да, в этом и заключался главный гений Альберта Майкельсона — он создал прибор, точности которого с запасом хватало для фиксации этого изменения. За изобретение оптических прецизионных приборов и проведение с их помощью спектроскопических и метрологических исследований Майкельсон в тысяча девятьсот седьмом году стал первым американским ученым, получившим Нобелевскую премию по физике, — пояснил юноша, — Вот за счет чего прибор тысяча восемьсот восемьдесят седьмого года смог измерить столь ничтожные величины на короткой дистанции.
Майкельсон измерял не время полета луча по секундомеру, а смещение световых волн относительно друг друга. Длина волны видимого света ничтожно мала — около 0,5 микрометра (0,0005 мм).
Когда два луча возвращались к экрану, они накладывались друг на друга.Если бы один из лучей из-за «эфирного ветра» опоздал всего на долю триллионной части секунды, фазы волн сместились бы.На экране темные и светлые полосы узора мгновенно сдвинулись бы в сторону. Человеческий глаз через окуляр легко замечал смещение полос даже на 1/100 длины волны.
Хотя сам прибор стоял на квадратной плите со стороной всего полтора метра, Майкельсон и Морли заставили свет пройти гораздо большее расстояние. Они установили на плите систему из дополнительных зеркал. Луч света не просто летел туда и обратно, а зигзагообразно отражался между зеркалами 8 раз. В итоге общая длина пути каждого луча составила около одиннадцати метров.
А вот математический расчет точности. Скорость движения Земли по орбите — около тридцати километров в секунду. Скорость света — триста тысяч километров в секунду. Ожидаемое смещение полос из-за «эфирного ветра» пропорционально квадрату их отношения. Для пути в одиннадцать метров расчетное смещение интерференционных полос должно было составить ноль целых четыре десятых. Прибор Майкельсона-Морли имел чувствительность, позволяющую заметить смещение в в одну сотую полосы, то есть он был в сорок раз точнее, чем требовалось для обнаружения эффекта.
Главной проблемой были земные вибрации (шаги, повозки на улице), которые искажали картинку. Чтобы решить это, авторы водрузили массивную плиту прибора на тяжелый деревянный поплавок, плавающий в жидкой ртути. Это полностью погасило внешние вибрации и позволило плавно, без рывков, вращать прибор на 360 градусов прямо во время измерений. Прибор зафиксировал бы даже ничтожный «эфирный ветерок», но результат оказался абсолютно нулевым — полосы не двигались.
Кстати, на ртути плавали и световые установки маяков, пары которой отравляли смотрителей, вызывая так называемую «болезнь смотрителей маяков».
— Одиннадцать метров? И триста тысяч километров в секунду? Это просто смешно! — заявила девушка.