Eter luminiferus
Cleveland, Julai 1887. Michelson dan Morley meletakkan papak batu di atas takungan merkuri, memasang cermin padanya dan memutarnya perlahan-lahan. Bumi meluncur mengelilingi Matahari pada kelajuan 30 km/s, dan jika cahaya ialah gelombang dalam eter yang pegun, angin eter dari hadapan sepatutnya menganjakkan pinggir dalam kanta mata sebanyak 0.4 pinggir. Mereka menunggu anjakan itu. Anjakan itu tidak muncul.
Eter dicipta kerana gelombang memerlukan medium. Bunyi merambat melalui udara, ombak melalui air — maka cahaya juga mesti merambat melalui sesuatu yang memenuhi ruang kosong. Eter mestilah lebih keras daripada keluli untuk membawa gelombang sepantas itu, namun pada masa yang sama tidak menghalang planet. Eksperimen 1887 menunjukkan bahawa cahaya bergerak sama ke semua arah, walau bagaimanapun Bumi bergerak. Pada 1905 Einstein menjadikannya hukum, dan eter tidak lagi diperlukan.
| Tanda | aether · luminiferous aether · tanpa simbol |
| Cara mencarinya | melalui kelajuan Bumi menembusi eter — anjakan pinggir interferens |
| Andaian ketika itu | medium pegun · kelajuan cahaya bergantung pada gerakan pemerhati |
| Diperkenalkan dan ditinggalkan | Huygens, 1690 · Fresnel, 1818 · Michelson dan Morley, 1887 · Einstein, 1905 |
| Tatatanda kini | c = 299 792 458 m/s tepat, sejak 1983 — mengikut takrif meter |
| Nilai lazim | 0.37 pinggir — dijangka pada 1887 · kurang daripada 0.01 — yang dilihat · 10⁻¹⁷ — kejituan hari ini |
01 · Definisi
Medium tempat cahaya merambat
Jika cahaya ialah gelombang dalam eter, ia mempunyai kelajuan relatif kepada eter, iaitu c. Pemerhati yang meluncur menembusi eter sepatutnya melihat cahaya lebih laju apabila datang dari hadapan dan lebih perlahan apabila mengejar dari belakang. Bumi meluncur mengelilingi Matahari pada 30 km/s — satu per sepuluh ribu c. Perbezaan inilah yang cuba ditangkap.
Pembetulan sekecil itu tidak dapat diukur secara langsung. Michelson membandingkan dua laluan cahaya: selari dengan angin dan merentasinya. Seperti perenang yang berenang pergi balik menyusur sungai dan merentasinya: menyusur arus ternyata lebih lama. Perbezaannya ialah kuasa dua nisbah yang kecil, (v/c)² = 10⁻⁸. Interferens menjadikannya kelihatan: anjakan sebahagian kecil panjang gelombang menganjakkan pinggir cerah.
Siapa yang pulang dahulu
Sungai selebar L mengalir dari kiri ke kanan, anak panah ungu muda ialah arusnya. Dua perenang berenang pada kelajuan yang sama, c: yang keemasan menyusur sungai pergi dan balik, yang biru muda merentas ke tebing seberang dan balik. Jalur di bawah ialah masa perjalanan mereka. Perenang yang merentas sentiasa tiba lebih awal. Begitu juga alur cahaya yang merentas angin eter sepatutnya mendahului alur yang selari dengan angin.
Putar papak dan lihat dalam kanta mata
Tindakan utama hanya satu — butang «Putar papak». Papak batu terapung di atas merkuri dan berputar perlahan-lahan. Di tengah, papak kelihatan dari atas: lampu keemasan, alur biru muda menuju cermin di hujung lengan, 16 pantulan setiap satu, jumlah laluan 11 m. Calitan ungu muda ialah angin eter; kelajuannya ditetapkan oleh gelangsar. Di kanan ialah kanta mata: pinggir cerah dan gelap. Jika eter wujud, pinggir sepatutnya berayun semasa papak berputar. Di bawah kanta mata ada graf: lengkung ungu muda — anjakan menurut teori eter, titik keemasan — apa yang kelihatan. Suis «Dunia dengan eter / Dunia 1887» menunjukkan kedua-dua jawapan.
—
02 · Konversi
Eter tidak mempunyai unit, jadi yang kita tukar ialah kelajuan yang dicari. Anjakan pinggir dalam interferometer bertambah mengikut β², kuasa dua pecahan kelajuan cahaya. Kelajuan orbit Bumi — β = 10⁻⁴, β² = 10⁻⁸.
Hari ini tiada kelajuan yang diukur «relatif kepada eter». Yang ada hanyalah gerakan relatif kepada sinaran latar belakang kosmik: Matahari meluncur menembusinya pada 370 km/s, tetapi itu gerakan yang kelihatan, bukan angin sesuatu medium.
| {n} | {v} | {note} |
03 · Orde besaran
04 · Alat ukur
05 · Aturan penulisan
06 · Satuan tetangga
Flogiston hilang tanpa kesan, kalorik meninggalkan kalori. Eter meninggalkan paling banyak: persamaan Maxwell ditulis untuk eter yang kenyal, dan persamaan itu terus hidup selepas eter. Kelajuan cahaya yang malar, yang memansuhkan eter, pula menjadi asas ukuran: meter ditakrifkan melaluinya.
07 · Bagian sejarah
Eksperimen 1887 ialah contoh cara menjalankan pengukuran melawan hingar. Papak batu pasir terapung di atas merkuri supaya dapat diputar tanpa gegaran. Cerapan dibuat di ruang bawah tanah, pada waktu tengah hari dan petang, enam belas bacaan bagi setiap pusingan. Yang dijangka 0.4 pinggir, serakan bacaan sekitar 0.01.
Keputusan sifar memberikan had atas: kelajuan Bumi menembusi eter kurang daripada kira-kira 5—8 km/s. Seratus tahun kemudian, kemalaran kelajuan cahaya menjadi sebahagian daripada takrif meter. Sejak 1983 meter ialah jarak yang dilalui cahaya dalam 1/299 792 458 saat.
Katalog besaran
seluruh indeks →Tujuh unit asas SI
Setitis asid menukar warna jus, garam mewarnakan nyalaan, air membeku dengan satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, mengikut bidang dan mengikut abjad.
Buka indeks →