Оптика и волны · интерактивный опыт

Майкельсон–Морли — интерактивный симулятор интерферометра

Луч света расщепляют надвое, гоняют по двум перпендикулярным плечам и снова сводят в интерференционные полосы. Если Земля летит сквозь эфир, при повороте прибора полосы обязаны сдвинуться. В 1887 году сдвига не было — и это изменило физику.

Майкельсон–Морли · интерактив

↗ Открыть на весь экран Частые вопросы

Что это за опыт

Свет от источника падает на светоделитель: половина идёт к зеркалу М1, половина — к М2. Отразившись, лучи возвращаются и складываются на экране в полосы. Крошечная разница длины пути (доли длины волны) превращается в видимый сдвиг полос. Теория эфира предсказывала: при повороте прибора на 90° картина проползёт примерно на 0,4 полосы.

Опыт поставили Альберт Майкельсон и Эдвард Морли в 1887 году, доведя точность до сотых долей полосы. Ожидаемый сдвиг от «эфирного ветра» не обнаружился — это самый знаменитый «отрицательный» результат в физике. Он лёг в основу специальной теории относительности Эйнштейна (1905).

В симуляторе вы задаёте скорость «эфирного ветра» v и угол поворота прибора и сравниваете два режима: «эфир есть» — полосы ползут по закону sin²θ, «реальность: опыт» — полосы стоят намертво. Панель показывает ожидаемый ΔN и упрямый наблюдаемый ноль.

Формулы

ΔN = (2L⁄λ)·(v²⁄c²)

Ожидаемый сдвиг полос при повороте на 90°: L — длина плеча, v — скорость сквозь эфир, c — скорость света.

δ(θ) = ΔN·sin²θ

Как менялся бы сдвиг при повороте прибора на угол θ, если бы эфир существовал.

δ_набл = 0

Реально наблюдаемый сдвиг — нулевой при любой ориентации; это и опровергло эфир.

Методичка к уроку

Как показать опыт за пять минут на проекторе или интерактивной доске:

Переключайте «Ожидание: эфир есть» и «Реальность: опыт»: в первом режиме полосы ползут при повороте, во втором стоят — сравните с наблюдаемым сдвигом 0,00.
Двигайте «Поворот прибора» от 0° до 90° и следите за золотой меткой на полосах: в режиме эфира центральный максимум смещается по sin²θ.
Меняйте «Эфирный ветер v»: ожидаемый ΔN растёт как v², но плитка «наблюдаемый сдвиг» держит 0,00.
Включите тумблер «Автоповорот 0–90°», чтобы прибор сам качался, и наблюдайте разницу режимов без рук.

Полная методичка с формулами, графиком, примером расчёта и задачами для самопроверки встроена в сам симулятор — кнопка «📘 Как это работает».

Частые вопросы

Что показывает симулятор Майкельсона–Морли?

Как интерферометр искал «эфирный ветер». Вы сравниваете ожидаемый по теории эфира сдвиг полос (до ~0,4 при повороте) с реально наблюдавшимся нулём.

Что такое эфир и почему опыт его не нашёл?

Эфиром считали среду, в которой якобы распространяется свет. Опыт показал, что скорость света одинакова во всех направлениях: сдвига полос нет, а значит нет и эфирного ветра.

Почему нулевой результат так важен?

Он опроверг гипотезу эфира и стал опорой специальной теории относительности Эйнштейна (1905). Это самый знаменитый «отрицательный» результат в истории физики.

Нужна ли установка или интернет?

Нет установки — это веб-страница, открывается в любом браузере на компьютере, планшете или телефоне, без регистрации и плагинов.

Можно ли показать на уроке через проектор?

Да. Схема прибора, картина полос, два режима для сравнения, режим на весь экран и методичка с формулами и задачами удобны для класса.