1 IntroHet is vandaag de sterftedag van de Amerikaanse fysicus Albert Abraham Michelson. De dag van vandaag staat hij in de natuurkundige wereld vooral bekendals de bedenker van het Michelson–Morley experiment (samen met Edward W.Morley) dat ook weleens bestempeld wordt als ”the most famous failed experiment in history”. Deze merkwaardige titel klinkt nogal ondankbaar maar metdit tekstje proberen we duidelijk te maken dat dit experiment een cruciale mijlpaal is in de geschiedenis van de fysica en dat Michelson tot een van de grootstenatuurkundigen gerekend mag worden.
Figuur 1: Michelson op verschillende leeftijden. In de linkse foto was hij 42jaar oud. De rechtse is genomen in 1921, en toont een oudere Michelson op zijn69ste.
Figuur 2: De eerste pagina van Michelsons paper over zijn experiment ter bepaling van de snelheid van het licht, geschreven toen hij voor de US Navy werkte.
2 BiografieMichelson werd geboren op 19 december 1852, in het poolse stadje Strzelno,dat toen deel uitmaakte van het koninkrijk Pruisen. Op tweejarige leeftijdemigreerde hij met zijn ouders naar de Verenigde Staten. Hij groeide op inCalifornia en Nevada, waar zijn vader werkte als koopman. Michelson was vangeboorte joods, zijn ouders waren niet praktiserend, maar bleef zijn hele levenlang agnostisch.
In 1869 mocht hij op aanbeveling van de toenmalige Amerikaanse presidentUlysses S. Grant beginnen aan de US Naval Academy, waar officieren werden(en nog steeds worden) opgeleid voor de Amerikaanse marine. Daar blonk hijuit in optica, warmteleer, klimatologie en tekenen. Hij studeerde af in 1873 entrouwde in 1877 met zijn eerste vrouw, Margaret Hemingway, die hij had lerenkennen in Londen tijdens een van zijn zeereizen als officier. Datzelfde jaar begonMichelson aan zijn eerste experiment: het meten van de lichtsnelheid. Op datmoment was dit nog maar drie keer ondernomen met beperkte nauwkeurigheid.De jonge Michelson zag direct in hoe dat de beperkingen van de methode dieFoucault (misschien heb je al eens gehoord van zijn slinger) had gebruikt in1862 konden verholpen worden.Michelson verbeterde dit ontwerp verder en kon zo de lichtsnelheid vastleggenop 299.895 km per seconde met een nauwkeurigheid van 0.01 %! Dit leverdehem zoveel internationale bekendheid op dat zelfs de New York Times eroverberichtte. Hij bleef heel zijn leven bezig met het verbeteren van dit resultaat
Figuur 3: Einstein and the gang. Links van Einstein staat Michelson. Depersoon helemaal rechts is een andere bekende Amerikaanse fysicus, RobertAndrews Millikan, die de Nobelprijs voor Natuurkunde van 1923 kreeg.door het verfijnen van zijn opstelling en legde de waarde vier jaar voor zijn doodvast op 299,796 km/s, heel dicht bij de huidige waarde van 299.792 km/s!
Het andere hoogtepunt van zijn leven was zijn samenwerking met Edward Morley aan het naar hen vernoemde en beroemde Michelson–Morley experimentin 1887. Licht werd sinds het begin van de 19de eeuw aanzien als golf omdathet dezelfde eigenschappen als geluidsgolven vertoonde, zoals interferentie endiffractie. De analogie met geluid, dat de trilling van luchtmoleculen is, wierpechter de vraag op wat er trilde in het geval van licht. Hiertoe onstond de Ethertheorie die postuleerde dat de hele ruimte gevuld was met een medium, Ethergenaamd, dat de voortplanting van licht toeliet. Om deze theorie te bevestigenwilden Michelson en Morley experimenteel de Ether-wind meten (deze wind isanaloog aan de wind die je voelt als een vrachtwagen vlakbij passeert). Ditkonden ze doen door de snelheid van het licht te bepalen gedurende het jaar,waarbij de Ether-theorie de voorspelling deed dat deze zou variëren doordat deaarde een draaibeweging maakt in haar baan. Tot ieders grote teleurstellingvonden ze echter geen enkel verschil in de snelheid van het licht. In plaats vanhet leveren van experimenteel bewijs voor de Ether theorie gaven de resultatenaan dat de Ether juist niet bestond! Uiteindelijk toonde Einstein met zijn speciale relativiteitstheorie uit 1905 aan dat de Ether volledig overbodig is om devoortplanting van het licht te verklaren. Einstein omschreef het belang van hetMichelson-Morley experiment als volgt, ”If the Michelson–Morley experimenthad not brought us into serious embarrassment, no one would have regardedthe relativity theory as a (halfway) redemption.”.
De eigenlijke opstelling van het experiment maakte gebruik van de door Michelson zelf uitgevonden interferometer. Het bestaat uit een halfdoorlatende spiegeldie een lichtstraal in tweeën splitst waarna de twee lichtbundels een verschillendeweg doorlopen alvorens weer samen te komen en te interfereren. Hiermee kunnenminieme weglengteverschillen van het licht gemeten worden. Voor een completeuitleg over de opstelling van het experiment verwijs ik jullie met veel enthousiasme door naar de wikipedia pagina (https://en.wikipedia.org/wiki/MichelsonMorley experiment) waar dit experiment in al zijn glorie uit de doeken wordtgedaan. Tot op vandaag wordt het concept van de interferometer nog gebruikt,zoals in 2015 voor de eerste directe waarneming van zwaartekrachtgolven. Dezewaarneming bevestigde een belangrijke voorspelling van Einsteins algemene relativiteitstheorie wat betreft de kromming van de ruimtetijd door het samensmelten van twee extreem zware objecten (zoals zwarte gaten).
Michelson en Morley maakten van de gelegenheid gebruik om met hun nauwkeurige meetinstrumenten de fijnstructuurconstante, die de sterkte van het elektromagnetisme bepaalt, voor de eerste keer te bepalen. Hierna gebruikte Michelson zijn interferometer voor het nog nauwkeuriger bepalen van de lichtsnelheid.Hiermee wilde hij het mogelijk maken om de lichtsnelheid te gebruiken als debasis voor de eenheid van lengte. Dit is effectief ook gebeurd in 1960, toenwerd besloten dat 1 meter de afstand is dat licht aflegt in het vacuum in precies 1/299792458 seconden. In 1892 richtte hij de afdeling fysica op aan deuniversiteit van Chicago, waar hij de rest van leven bleef werken. Daar steldehij Robert A. Millikan, een andere beroemde fysicus die later de Nobelprijs zoukrijgen voor zijn onderzoek naar de lading van elektronen en het foto-elektrischeeffect, aan als medewerker in zijn lab. De twee vormden een vriendschap dieheel hun leven bleef.
Uiteindelijk werd Michelson in 1907 als eerste Amerikaan geëerd met een Nobelprijs voor zijn bijdragen aan de fysica, meer bepaald voor zijn nauwkeurigemetingen van de lichtsnelheid. In zijn latere leven hield hij zich vooral bezigmet spectroscopie en geofysica. In 1920 ondernamen hij en Francis G. Peasede eerste poging om de diameter van een andere ster dan de zon te meten. Deinterferometrie die hij hiervoor gebruikte vormt de basis voor een belangrijk deelvan de astronomie de dag van vandaag. Het jaar daarop werd hij uitgenodigd opde derde Solvay Conferentie in Brussel, waar de belangrijkste natuurkundigentesamen kwamen om over een bepaald onderwerp in de fysica na te denken.Amper tien dagen voor zijn dood schreef hij de inleiding voor een paper waarinhij zijn meest recent bekomen waarden bijstelde omdat de experimentele foutwas overschat. Deze laatste publicatie droeg exact dezelfde titel als zijn allereerste: ”On a Method of Measuring the Velocity of Light.”. Hij overleed op 9 mei1931, 78 jaar oud, in Pasadena, California als één van de meest gerespecteerdefysici in de wereld.
Figuur 4: Alle deelnemers van de derde Solvay conferentie in 1921. Op defoto zijn heel wat belangrijke fysici, zowel experimentele als theoretische, tezien waaronder Lorentz, Bragg, de Broglie, Rutherford, Onnes, Millikan en deenige vrouw in het gezelschap, Marie Curie. Michelson, die helemaal links zit,vervolledigt dit illustere gezelschap.
3 SlotwoordIn de wetenschappelijke wereld wordt Michelson herinnerd als een briljante experimentele fysicus, die door zijn heldere opstellingen heel nauwkeurige metingenkon doen. In een tijdperk waar zowel de natuurkunde als technologie grotestappen vooruit maakte, had hij de zeldzame gave om ingewikkelde theorieënte begrijpen, de relevante experimenten te bedenken en uit te voeren.De zeer preciese bepaling van de lichtsnelheid en het Michelson-Morley experiment vormen zijn belangrijkste bijdrage aan de fysica. Voor dit eerste kreeghij de Nobelprijs voor Natuurkunde terwijl zijn tweede bijdrage natuurkundigen aanzette tot nieuwe inzichten, zoals de speciale relativiteitstheorie. Dezenieuwe ideeën zouden uiteindelijk leiden tot een ware wetenschappelijke revolutie. Alhoewel de meeste van Michelsons technieken en experimenten voorbijgestreefd zijn, blijft vooral zijn onuitputtelijke toewijding aan de wetenschappelijke methode en zijn streven voor de hoogst mogelijke nauwkeurigheid onsbij.
Bronnen:
door Daan Maertens
Wie is de mens achter de wetenschapper: "Emmy Noether", onze scientist in the spotlight voor deze week.
"Now I am become Death, the destroyer of worlds."
"Mathematicians stand on each others shoulders"
“Father of Computer Science, Mathematician, Logician, Wartime Codebreaker, Victim of Prejudice”
“You have no responsibility to live up to what other people think you ought to accomplish. I have no responsibility to be like they expect me to be. It’s their mistake, not my failing.”
"Science is a field which grows continuously with ever expanding frontiers."
"There are no limits to what science can explore."
“The right answer is seldom as important as the right question.”
"I’m convinced that a controlled disrespect for authority is essential to a scientist."
"Space tells matter how to move. Matter tells space how to curve"
"Science and everyday life cannot and should not be separated."
玻璃钢生产厂家北京周年庆典商场美陈怎么样六安玻璃钢雕塑制作珠海现代玻璃钢卡通雕塑江苏省玻璃钢雕塑报价江苏省玻璃钢雕塑厂品牌玻璃钢卡通雕塑按需定制甘肃彩色玻璃钢雕塑设计长沙玻璃钢雕塑造型玻璃钢雕塑哪里做得好河北曲阳玻璃钢雕塑企业安徽水果玻璃钢雕塑销售厂家宁夏玻璃钢雕塑多少钱长春卡通玻璃钢动物大象雕塑实用的宁夏玻璃钢雕塑商场美陈女生节马鞍山玻璃钢雕塑生产辽宁大型商场创意商业美陈思路江苏秋季商场美陈长沙户内玻璃钢雕塑定制玻璃钢雕塑贸易公司白银玻璃钢卡通雕塑多少钱阜阳玻璃钢雕塑厂新年商场大门美陈玻璃钢人物雕塑推荐货源玻璃钢果蔬雕塑工程厂家玻璃钢雕塑制工厂临沂玻璃钢雕塑湖北玻璃钢雕塑厂家联系电话上海抽象玻璃钢雕塑图片江西户外玻璃钢雕塑定制香港通过《维护国家安全条例》两大学生合买彩票中奖一人不认账让美丽中国“从细节出发”19岁小伙救下5人后溺亡 多方发声单亲妈妈陷入热恋 14岁儿子报警汪小菲曝离婚始末遭遇山火的松茸之乡雅江山火三名扑火人员牺牲系谣言何赛飞追着代拍打萧美琴窜访捷克 外交部回应卫健委通报少年有偿捐血浆16次猝死手机成瘾是影响睡眠质量重要因素高校汽车撞人致3死16伤 司机系学生315晚会后胖东来又人满为患了小米汽车超级工厂正式揭幕中国拥有亿元资产的家庭达13.3万户周杰伦一审败诉网易男孩8年未见母亲被告知被遗忘许家印被限制高消费饲养员用铁锨驱打大熊猫被辞退男子被猫抓伤后确诊“猫抓病”特朗普无法缴纳4.54亿美元罚金倪萍分享减重40斤方法联合利华开始重组张家界的山上“长”满了韩国人?张立群任西安交通大学校长杨倩无缘巴黎奥运“重生之我在北大当嫡校长”黑马情侣提车了专访95后高颜值猪保姆考生莫言也上北大硕士复试名单了网友洛杉矶偶遇贾玲专家建议不必谈骨泥色变沉迷短剧的人就像掉进了杀猪盘奥巴马现身唐宁街 黑色着装引猜测七年后宇文玥被薅头发捞上岸事业单位女子向同事水杯投不明物质凯特王妃现身!外出购物视频曝光河南驻马店通报西平中学跳楼事件王树国卸任西安交大校长 师生送别恒大被罚41.75亿到底怎么缴男子被流浪猫绊倒 投喂者赔24万房客欠租失踪 房东直发愁西双版纳热带植物园回应蜉蝣大爆发钱人豪晒法院裁定实锤抄袭外国人感慨凌晨的中国很安全胖东来员工每周单休无小长假白宫:哈马斯三号人物被杀测试车高速逃费 小米:已补缴老人退休金被冒领16年 金额超20万
玻璃钢生产厂家 XML地图 TXT地图 虚拟主机 SEO 网站制作 网站优化