邁克森

邁克森做過一個非常重要的『失敗』實驗，既然失敗，為什麼重要？

這一個『失敗』實驗，和舉世聞名的『相對論』有什麼關係？

邁克森得到1907年諾貝爾物理獎，是因為這個失敗實驗嗎？

一公尺是怎麼定義的？和邁克森有什麼關係嗎？

一個失敗的重要實驗

1. 1881年，麥克森 (Michelson,1852~1931) 設計這個實驗的動機何在？

2. 麥克森獲得1907諾貝爾物理學獎（得獎原因）

   • for his optical precision instruments and the spectroscopic and metrological investigations carried out with their aid

   • 答案可參考：歷屆諾貝爾物理獎網站

3. 1887年，麥克森－莫立實驗：測量以太對光傳播的影響，但沒有測出結果。很多科學家為此提出解釋：

   • 1892年，菲佐Fizeau：收縮現象

   • 1904年，羅倫茲Lorentz：長度收縮/羅倫茲轉換式

   • 1905年，愛因斯坦：特殊相對論

另一個失敗的實驗

伽利略也曾經做過一個失敗實驗，這個實驗很有名。

在當時，刻卜勒和笛卡兒認為光是瞬間傳遞，光速是一個無限大的值 。

伽利略認為光速是一個有限值。

所以他設計了一個實驗來測光速，他在西元1635年和助理各帶著一盞燈，在距離一公里遠的二個山頭進行光速的測量，這個實驗說來容易，但是仔細想想，當時可是沒有什麼無線電或是大哥大等通訊器材，甚至計時的工具也沒有我們現在方便及精確，能夠這樣做實驗，雖然沒有得到確切的結果，但是精神實在可佩。

一個工程浩大的實驗

1920年，美國的邁克森(Michelson,1852~1931)做了這個實驗。用旋轉的八面鏡取代齒輪，來測光速，經過幾百次的測量結果所得的數值為 2.99796×10⁸ m/s。能做到這麼精確，實在了不起，這也是一個工程浩大的實驗。在這個實驗中，八面鏡和光源是分別放在二個山頭（和伽利略的實驗很像），相距 35 公里。這個實驗真的是工程浩大！想清楚喔，35公里這麼長的距離是怎麼量出來的？用的是什麼光源可以照這麼遠？詳細內容可以參考『經典物理發展中的著名實驗』一書（沈慧君、郭奕玲編著，凡異出版社）

Michelson測光速的距離：

• 1877～1879年，152m

• 1879~1882年，610m

• 1920年，35km

• 1929年，1.6km

光速測量的故事

公尺的定義：一公尺是怎麼訂的？

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