thuyết tương đối hẹp của eistein
2.1.3Thí nghiệm Michelson-Moriley
Mục đích cuả thí nghiệm Michelson-Moriley là nhằm phát hiện ra sự chuyển động của trái đất trong môi trường ête vũ trụ. Tư tưởng về thí nghiệm phát hiện chuyển động tuyệt đối của Trái đất đã được Maxwell đề xuất với nghuyên tắc như nguyên tắc của thí nghiệm Fizeau. Biết rằng trái đất chuyển động với vận tốc 30km/s. vì ête được coi là đứng yên tuyệt đối nên lấy Trái đất làm hệ quy chiếu thì có thể coi như có một luồng gió ête có vận tốc 30km/s thổi song song với mặt đất. Cho ánh sáng truyền cùng chiều và ngược chiều gió ête, sau đó so sánh vận tốc ánh sáng truyền theo hai chiều ngược đó ta có thể
rút ra vận tốc của chuyển động của trái đất ở thời điểm thí nghiệm.
Xuất phát từ tư
tưởng của Maxwell,
thực hiện thí nghiệm năm 1881, tuy nhiên ông đã không tìm thấy sự khác nhau của vận tốc ánh sáng. Năm 1887 Michelson-Moriley đã thực hiện thí nghiệm bằng những dụng cụ và phương tiện chính xác. Sơ đồ thí nghiệm được mô tả ở hình vẽ (Hình 2.3). Tia sáng xuất phát từ nguồn S đến gương nửa phản xạ P. Tại P một phần xuyên qua P và một phần phản xạ từ P. Tia xuyên qua P đến gặp gương phản xạ A nên tia PA bị phản xạ tại A (bố trí thí nghiệm sao cho phương PA cùng phương với gió ête). Vì vậy trên phương PA tia sáng một lần đi cùng chiều và một lần đi ngược chiều với gió ête (v là vận tốc gió ête) tia phản xạ tại P gặp gương B và bị phản xạ tại B trên đoạn PB tia sáng luôn vuông góc với gió ête. Sau khi phản xạ tại A và B, một lần của tia AP phản xạ taị P’ một phần của tia BP xuyên qua P. Hai tia phản xạ và xuyên qua P lần này cũng rơi vào ống kính T. Người ta đánh dấu hệ vân giao thoa thu đươc. Sau đó quay bộ thí nghiệm đi đến 90˚ sao cho PB trở thành cùng phương còn PA thì vuông góc với gió ête. Người ta lại quan sát hệ vân giao thoa mới thu được. Nếu gió ête là có thực thì từ các phép tính người ta thấy rằng hai hệ vân giao thoa phải lệch nhau một khoảng cách nào đó. Nhưng kết quả thí nghiệm Michelson-Moriley lại cho thấy rằng hai hệ vân giao thoa hoàn toàn trùng nhau. Để giải thích thí nghiệm này người ta đã coi rằng khi Trái đất chuyển động lớp ête gần mặt đất bị kéo theo hoàn toàn với mặt đất. Nếu ête bị kéo theo hoàn toàn thí nghiệm được coi như tiến hành trong điều kiện không có gió ête. Vì vậy, ánh sáng truyền theo mọi hướng đều như nhau nên hệ vân gioa thoa không bị dịch chuyển. Như vậy nếu coi ête bị kéo theo hoàn toàn thì giải thích được kết quả thí nghiệm Michlson-Moriley nhưng nó lại là cho những mâu thuẫn nội tại của lí thuyết càng trở nên trầm trọng. Hiện tượng tinh sai càng chứng tỏ rằng ête không bị kéo theo. Thí nghiệm Fizeau lại chứng tỏ rằng ête bị kéo theo một phần, còn thí nghiệm Michelson-Moriley chứng tỏ rằng ête bị kéo theo hoàn toàn cùng
với mặt đất. Thí nghiệm Michelson-Moriley đã được thực hiện nhiều lần với những dụng cụ có độ chính xác cao. Năm 1960 tại trường đại hoc Colômbia, Saclo Taunxơ đã dùng những thành tựu mới nhất của vật lí lúc ấy là Made, nhưng dụng cụ chính xác đó cũng không phát hiện ra gió ête, mặc dù nó có thể phát hiện ra gió ête dù yếu chỉ bằng 1/ 1000 giá trị giả thiết.
Như vậy cuối thế kỉ XIX đầu thế kỉ XX Vật lí học đã gặp những khó khăn nghiêm trọng. Trong số ngững khó khăn đó nổi lên hàng đầu là giải thích kết quả thí nghiêm Michelson-Moriley. Điều đó cần đến sự ra đời của một thuyết mới để giải quyết các mâu thuẫn nói trên, và thuyết tương đối Einstein ra đời vào năm 1905.