Albert Abraham Michelson

Albert Abraham Michelson

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Albert Abraham Michelson

Nato

19 dicembre 1852
Strzelno, Regno di Prussia

Morto

9 Maggio 1931 (età 78)

Pasadena, California

Residence

Bandiera degli Stati Uniti stati UNITI

Nazionalità

Bandiera degli Stati Uniti Americana

Etnia

Ebreo-polacco

Campo

Fisico

Istituzioni

Case Western Reserve University
Clark University
Università di Chicago

Alma mater

US Naval Academy
Università di Berlino

consulente Accademico

Hermann Helmholtz

Notevole studenti

Robert Millikan Premio Nobel.png

Noto per

Velocità della luce
Esperimento Michelson-Morley

Premi notevoli

Premio Nobel.png Premio Nobel per la Fisica (1907)

Albert Abraham Michelson (pronuncia del cognome anglicizzato come “Michael-son”) (19 dicembre 1852 – 9 maggio 1931) è stato un fisico statunitense di origine prussiana. Egli è ricordato soprattutto per il suo lavoro sulla misurazione della velocità della luce, in particolare attraverso la sua collaborazione con Edward Morley nell’esecuzione di quello che è diventato noto come l’esperimento Michelson-Morley. Nel 1907, ha ricevuto il Premio Nobel per la fisica, diventando il primo americano a ricevere un premio Nobel per le scienze.

Vita

Michelson, figlio di un mercante ebreo, nacque in quella che oggi è Strzelno, Polonia (allora Strelno, Provinz Posen nella regione occupata dalla Prussia della Polonia partizionata). Si trasferì negli Stati Uniti con i suoi genitori nel 1855, quando aveva due anni, e crebbe nelle ruvide città minerarie di Murphy’s Camp, California, e Virginia City, Nevada, dove suo padre vendeva beni ai minatori d’oro. Non è stato fino all’età 12 che ha iniziato la scuola formale a ragazzi di San Francisco High School, il cui principale, Theodore Bradley, si dice che abbia esercitato una forte influenza su Michelson in termini di interesse del giovane per la scienza.

Michelson si diplomò al liceo nel 1869 e fece domanda per l’ammissione all’Accademia Navale degli Stati Uniti. All’inizio fu rifiutato, ma si recò a Washington e fece un appello diretto al presidente Ulysses S. Grant, il cui intervento permise a Michelson di essere ammesso all’accademia.

Carriera navale

Durante i suoi quattro anni come guardiamarina all’Accademia, Michelson eccelleva in ottica, calore e climatologia, oltre che nel disegno. Fu descritto da un collega ufficiale come “un vero genio” e studiò “meno di qualsiasi altro uomo della classe e per occupare la maggior parte del suo tempo in esperimenti scientifici, ma rimase sempre vicino al capo della sua classe.”Ciò non precludeva altre attività, come la scherma e il pugilato (Fiske 1919, 15). Dopo la laurea nel 1873, e due anni in mare, tornò all’Accademia nel 1875, per diventare istruttore di fisica e chimica fino al 1879.

Prima pagina della determinazione sperimentale di Michelson della velocità della luce, scritta durante il suo periodo nella U. S. Navy.

Pagina di conclusione per la carta nella foto sopra.

Michelson era affascinato dalle scienze e dal problema della misurazione della velocità della luce in particolare. Mentre era ad Annapolis, condusse i suoi primi esperimenti sulla velocità della luce, come parte di una dimostrazione di classe nel 1877, usando un apparecchio che era un miglioramento rispetto a quello usato da Léon Foucault a metà del 1800 per lo stesso scopo. Nel 1878 condusse alcune misurazioni preliminari utilizzando attrezzature in gran parte improvvisate, periodo in cui il suo lavoro venne all’attenzione di Simon Newcomb, direttore dell’Ufficio Almanacco nautico che era già avanzato nella pianificazione del proprio studio. Michelson pubblicò il suo risultato di 299.910 chilometri al secondo (186.508 miglia all’ora) nel 1878, prima di unirsi a Newcomb a Washington DC per aiutare con le sue misurazioni lì. Inizia così una lunga collaborazione professionale e di amicizia tra i due.

Newcomb, con il suo progetto più adeguatamente finanziato, ottenne un valore di 299.860 chilometri al secondo nel 1879, proprio al limite estremo della coerenza con quello di Michelson. Michelson continuò a “perfezionare” il suo metodo e nel 1883 pubblicò una misura di 299.853 chilometri al secondo, piuttosto più vicina a quella del suo mentore.

Studiare all’estero

Michelson ha ottenuto finanziamenti per continuare il suo lavoro da suo cognato, Albert Heminway, un banchiere d’investimento (Hamerla 2006, 133). Dal 1880 al 1882, Michelson intraprese gli studi post-laurea a Berlino sotto Hermann Helmholtz e a Parigi. Si dimise dalla marina nel 1881, al fine di dedicare più pienamente le sue energie alla ricerca.

Fu Helmholtz a dirigere l’attenzione di Michelson sul problema di determinare il moto della terra attraverso l’ipotetico etere che si credeva fosse il mezzo che trasmetteva le onde luminose. James Clerk Maxwell e altri avevano postulato un tale mezzo, ma le equazioni di Maxwell sembravano più dipendenti da tale idea rispetto ad altre formulazioni di elettromagnetismo. Helmholtz voleva stabilire prove sperimentali per il punto di vista di Maxwell. Con questo oggetto in mente, aveva anche messo Heinrich Hertz sulle tracce di stabilire l’esistenza di onde elettromagnetiche.

L’interferometro di Michelson

Michelson ottenne ulteriori finanziamenti per i suoi esperimenti da un istituto fondato da Alexander Graham Bell, l’inventore del telefono. Incapace di svolgere i suoi delicati esperimenti a Berlino, gli fu dato spazio in un osservatorio a Potsdam, dove continuò il suo lavoro.

L’apparecchio di Michelson, che divenne presto noto come interferometro di Michelson, deviava parti dello stesso fascio di luce in direzioni diverse e poi le rifletteva sullo stesso oculare. Se la Terra si muovesse attraverso l’etere che trasportava onde luminose, ci sarebbe una differenza misurabile nel tempo impiegato dai due raggi per raggiungere l’oculare. Ciò diventerebbe evidente se una frangia visibile si sviluppasse quando le onde di un raggio non coincidevano più esattamente con l’altro a causa del ritardo.

Michelson scoprì che non venivano prodotte tali frange, la conclusione era che l’etere veniva trasportato insieme alla terra, mascherando così il movimento della terra attraverso di essa, o che semplicemente non c’era etere. Quest’ultima possibilità non è stato countenanced fino Albert Einstein ha proposto nel 1905.

Nel 1881, Michelson lasciò Berlino per Heidelberg, e poi Parigi, dove entrò in contatto con Robert Bunsen e altri i cui interessi si sposarono con i suoi. Tornò negli Stati Uniti nel 1882 e, attraverso l’agenzia di Newcomb, ottenne una cattedra al Case Institute of Technology di Cleveland l’anno successivo.

Michelson e Morley

Nel 1884, Michelson incontrò Edward Morley in una conferenza scientifica a Montreal, e al loro ritorno negli Stati Uniti, discusse gli sforzi di collaborazione per migliorare le misurazioni della deriva dell’etere di Michelson. Questi piani non hanno portato frutti immediati, tuttavia, poiché la zelante dedizione di Michelson alla sua ricerca ha fatto sembrare che stesse perdendo la testa. Sua moglie lo indirizzò a uno specialista di salute mentale a New York, che raccomandava il rilassamento e la libertà di movimento, una prescrizione in base alla quale Michelson progrediva rapidamente. Nel dicembre del 1885, era tornato a Case.

Nel 1886, un incendio a Case impedì a Michelson di continuare le sue ricerche lì, ma Morley fornì spazio nel suo laboratorio dove i due continuarono il loro lavoro. Dopo che furono raccolti ulteriori fondi con l’aiuto di Lord Rayleigh, i due uomini furono in grado di costruire un nuovo interferometro all’inizio del 1887. Da aprile a luglio di quello stesso anno, hanno condotto osservazioni più accurate attraverso il loro nuovo apparecchio di quanto fosse possibile con l’apparecchiatura Michelson aveva usato a Potsdam. I risultati furono pubblicati subito dopo, e furono considerati conclusivi dalla comunità scientifica, anche se sia Morley che Michelson avrebbero continuato a perfezionare l’esperimento negli anni successivi.

La luce e lo standard di misura

Un monumento all’Accademia Navale degli Stati Uniti ad Annapolis, nel Maryland, segna il percorso degli esperimenti di Michelson che misurano la velocità della luce.

In questo periodo, Michelson sviluppò procedure per utilizzare la lunghezza d’onda della luce come standard di misura. L’unità era stata a quel tempo definita come la distanza tra due tacche in una barra di metallo. Michelson ha sviluppato un apparecchio per confrontare la lunghezza d’onda di particolari linee spettrali per sodio o cadmio con la distanza tra due piastre metalliche. Questo tipo di standard per la lunghezza fu infine adottato nel 1960, con le linee spettrali di Krypton utilizzate per lo scopo (Michelson 1903, 84-106). Lo standard è stato nuovamente cambiato nel 1983, alla distanza che la luce percorre in un piccolo intervallo di tempo fisso, il tempo stesso diventando lo standard fondamentale.

Nel 1889, Michelson divenne professore alla Clark University di Worcester, Massachusetts e nel 1892, fu nominato professore e primo capo del dipartimento di fisica presso la nuova Università di Chicago.

Nel 1899, sposò Edna Stanton, e la coppia allevò un figlio e tre figlie.

Nel 1907, Michelson ebbe l’onore di essere il primo americano a ricevere un premio Nobel per la Fisica “per i suoi strumenti ottici di precisione e le indagini spettroscopiche e metrologiche effettuate con il loro aiuto.”Ha anche vinto la Medaglia Copley nel 1907, la medaglia Henry Draper nel 1916 e la Medaglia d’oro della Royal Astronomical Society nel 1923.

Interferometria astronomica

Nel 1920-21, Michelson e Francis G. Pease divennero notoriamente i primi a misurare il diametro di una stella diversa dal nostro Sole. Mentre il metodo che hanno usato era stato suggerito da altri, i telescopi prima di quel tempo non erano abbastanza potenti per effettuare le misurazioni. Michelson e Pease usarono un interferometro astronomico presso l’Osservatorio di Monte Wilson per misurare il diametro della stella super-gigante Betelgeuse. Una disposizione periscopica è stata utilizzata per ottenere un’immagine più intensa nell’interferometro. La misurazione dei diametri stellari e le separazioni delle stelle binarie occuparono una quantità crescente di vita di Michelson dopo questo.

Nel 1930, Michelson, ancora una volta in collaborazione con Pease, ma anche con Fred Pearson, utilizzò un nuovo apparecchio per ottenere risultati più accurati nella misurazione della velocità della luce. Michelson non visse abbastanza a lungo per vedere i risultati di questo esperimento. Le misurazioni furono completate dai suoi partner di ricerca, che calcolarono una velocità di 299.774 chilometri al secondo nel 1935, coerente con i valori prevalenti calcolati con altri mezzi.

Michelson morì a Pasadena, in California, all’età di 78 anni.

Legacy

Firma di Michelson.

Michelson era ossessionato dalla velocità della luce, ma il lavoro della sua vita è anche una testimonianza di Helmholtz, il suo mentore, che ha diretto il suo percorso verso uno degli argomenti interessanti del suo tempo. Se Helmholtz non lo avesse fatto, il nome di Michelson probabilmente non sarebbe altro che una nota a piè di pagina nei minutae dello sviluppo scientifico. Helmholtz merita un credito indiretto per molte delle scoperte dei suoi studenti, impostandole allo stesso modo su una direzione investigativa.

Tuttavia, non ci possono essere dubbi sul fatto che all’epoca c’erano poche persone qualificate come Michelson per eseguire misurazioni della deriva dell’etere. Le misurazioni della velocità della luce di Michelson erano già diventate note a livello internazionale quando incontrò Helmholtz a Berlino. Ogni studente delle scuole superiori che ha studiato fisica conosce i nomi di Michelson e Morley, e questa è una testimonianza dell’originalità di entrambi gli investigatori. Morley, che ha aiutato Michelson nella sua seconda serie di misurazioni, è stato anche coinvolto nel determinare il peso atomico dell’ossigeno. La vita di Michelson dimostra non solo l’importanza dell’iniziativa personale, ma anche il valore della collaborazione e del lavoro di squadra.

Riconoscimenti

  • Royal Society
  • National Academy of Sciences
  • American Physical Society
  • l’Associazione Americana per l’Avanzamento della Scienza
  • il Premio Nobel per la Fisica (1907)
  • Rumford Premio (1888)
  • Medaglia Matteucci (1903)
  • Medaglia Copley (1907)
  • Medaglia d’Oro della Royal Astronomical Society (1923)
  • Computer di Misurazione del Gruppo dà annuale A. A. Michelson premio
  • L’Università di Chicago residenze ricordato Michelson e i suoi successi dedicando Michelson Casa in suo onore.
  • Case Western Reserve ha anche dedicato una Casa Michelson a lui, e un edificio accademico presso la United States Naval Academy porta anche il suo nome. Michelson Laboratory presso la Naval Air Weapons Station China Lake a Ridgecrest, in California, prende il suo nome. C’è un’interessante esposizione nell’area accessibile al pubblico del Laboratorio della medaglia del premio Nobel di Michelson, del documento del premio effettivo e di esempi delle sue griglie di diffrazione.
  • Fiske, Bradley A. 1919. Da Guardiamarina a Contrammiraglio. New York: Century Co. ISBN 0548176485
  • Hamerla, R. R. 2006. Uno scienziato americano sulla frontiera della ricerca: Edward Morley, comunità e idee radicali nella scienza del diciannovesimo secolo. Dordrecht: Springer. ISBN 1402040881
  • Livingston, D. M. Il Maestro della luce: Una biografia di Albert A. Michelson. ISBN 0-226-48711-3
  • Michelson, Albert Abraham. 1903. Onde luminose e loro usi. Chicago: Università di Chicago Press.

Tutti i link recuperati 8 novembre 2016.

  • La vita e le opere di Michaelson dall’Istituto Americano di Fisica.

Wilhelm Röntgen (1901) •Hendrik Lorentz / Pieter Zeeman (1902) •Henri Becquerel / Pierre Curie / Marie Curie (1903) •Lord Rayleigh (1904) •Philipp Lenard (1905) •J. J. Thomson (1906) •Albert Michelson (1907) •Gabriel Lippmann (1908) •Guglielmo Marconi / Ferdinand Braun (1909) •Johannes van der Waals (1910) •Wilhelm Wien (1911) •Gustaf Dalén (1912) •Kamerlingh Onnes (1913) •Max von Laue (1914) •W. L. Bragg / W. H. Bragg (1915) •Charles Barkla (1917) •Max Planck (1918) •Johannes Stark (1919) •Carlo Guillaume (1920) •Albert Einstein (1921) •Niels Bohr (1922) •Robert Millikan (1923) •Manne Siegbahn (1924) •James Franck / Gustav Hertz (1925)

Nobel Laureates in Physics

Crediti

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  • Albert Abraham Michelson storia

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