Номер 2, страница 162 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

2. Какую цель ставили Майкельсон и Морли в своем опыте?

2. Основная цель, которую ставили перед собой американские физики Альберт Майкельсон и Эдвард Морли в своем знаменитом опыте 1887 года, заключалась в обнаружении существования светоносного эфира и измерении скорости движения Земли относительно него.

В физике XIX века доминировала волновая теория света. По аналогии с другими волнами (звуковыми, на воде), которые нуждаются в среде для распространения, ученые предположили, что свет также распространяется в особой, всепроникающей среде — светоносном эфире. Считалось, что эфир неподвижен и заполняет все мировое пространство.

Согласно этой гипотезе, Земля, двигаясь по своей орбите вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с, должна была перемещаться сквозь этот неподвижный эфир. Это движение должно было создавать так называемый "эфирный ветер", направленный навстречу движению Земли. Скорость света, измеренная на Земле, должна была бы зависеть от направления по отношению к этому "ветру". Скорость света, идущего по направлению эфирного ветра, должна была быть равна $c + v$, а против ветра — $c - v$, где $\text{c}$ — скорость света относительно эфира, а $\text{v}$ — скорость эфирного ветра (т.е. скорость Земли).

Для обнаружения этого эффекта Майкельсон создал высокоточный прибор — интерферометр. В опыте Майкельсона-Морли луч света разделялся на два перпендикулярных друг другу пучка. Эти пучки проходили одинаковые расстояния, отражались от зеркал и снова соединялись. Из-за "эфирного ветра" время, за которое свет проходит путь в одном направлении (вдоль движения Земли) и в перпендикулярном направлении, должно было быть разным. Эта разница во времени привела бы к сдвигу фаз световых волн при их воссоединении, что можно было бы наблюдать как смещение интерференционных полос. Поворот установки на 90 градусов должен был привести к заметному смещению этих полос.

Таким образом, главная задача эксперимента состояла в том, чтобы зафиксировать этот сдвиг интерференционной картины при изменении ориентации прибора относительно предполагаемого "эфирного ветра" и тем самым подтвердить гипотезу эфира и измерить скорость Земли относительно него.

Ответ: Цель опыта Майкельсона и Морли состояла в том, чтобы обнаружить движение Земли относительно гипотетической среды, называемой светоносным эфиром, путем измерения разницы в скорости света в разных направлениях.