Albert A. Michelson wurde inStrelno geboren, das damals zuPreußen gehörte und heute zuPolen. Seinejüdischen Eltern emigrierten in die Vereinigten Staaten, als er zwei Jahre alt war. Sie ließen sich zunächst inVirginia City nieder und zogen dann nachSan Francisco.[1]
Albert A. Michelson
1869 begann Michelson an derUnited States Naval Academy zu studieren und erreichte 1873 einen Abschluss. Von Anfang an faszinierte ihn die Wissenschaft.
Inspiriert durch Übersetzungen der Werke vonAdolphe Ganot und dessen Ausführungen über einen universellenÄther, interessierte er sich insbesondere für das Problem, dieLichtgeschwindigkeit zu messen.[2] Nach zwei Jahren Studium in Europa schied er 1881 aus der Marine aus. 1883 nahm er eine Stelle alsProfessor derPhysik an derCase School of Applied Science inCleveland an und konzentrierte sich auf die Entwicklung eines verbessertenInterferometers.
1891 erwarb Michelson ein erstes Patent für einen optischen Entfernungsmesser für dieUnited States Navy. ImErsten Weltkrieg entwickelte er ab März 1917 seinen Entfernungsmesser weiter, und im Sommer 1918 gabGeorge Ellery Hale den Produktionsbeginn der ersten 50 Geräte des neuen Typs in seiner Werkstatt imMount-Wilson-Observatorium bekannt.[5]
1907 wurde Michelson der erste Amerikaner, der den Nobelpreis für Physik erhielt („für seine optischen Präzisionsinstrumente und die damit ausgeführten spektroskopischen und metrologischen Untersuchungen“). 1923 wurde er mit derGoldmedaille der Royal Astronomical Society ausgezeichnet.
Bereits 1877, während er nochOffizier in derUS-Marine war, begann Michelson mit den Planungen für eine Verbesserung derRotationsspiegelmethode zur Lichtgeschwindigkeitsmessung vonLéon Foucault. Er wollte eine verbesserteOptik und eine längere Strecke verwenden. 1878 machte er einige vorläufige Messungen mit stark improvisierter Ausstattung.
Zu dieser Zeit erweckte seine Arbeit die Aufmerksamkeit vonSimon Newcomb, dem Direktor des Nautical Almanac Office, der bereits Planungen für eigene Untersuchungen gemacht hatte.Michelson veröffentlichte sein Ergebnis von 299.910±50 km/s 1879, bevor er zu Newcomb nachWashington D.C. ging, um ihn bei seinen Messungen dort zu unterstützen.Somit begann eine lange professionelle Zusammenarbeit und Freundschaft zwischen den beiden.
Newcomb erhielt mit seinem besser finanzierten Projekt einen Wert von 299.860±30 km/s, innerhalb der Messungenauigkeit übereinstimmend mit Michelsons Wert.
Michelson verbesserte seine Messmethode weiter und veröffentlichte 1883 eine Messung von 299.853±60 km/s wesentlich näher an der seines Mentors.
1906 wurde vonE. B. Rosa und N. E. Dorsey eine neue elektrische Methode des National Bureau of Standards benutzt, mit der sie einen Wert für dieLichtgeschwindigkeit von 299.781 ± 10 km/s erhielten.
Obwohl sich im Anschluss herausstellte, dass die Messung stark durch die schlechten elektrischen Standards dieser Zeit beeinflusst worden war, scheint sie einen Trend für eher niedrigere Messwerte in Gang gesetzt zu haben.
Ab 1920 startete Michelson mit den Planungen für eine definitive Messung amMount-Wilson-Observatorium mit einer Grundlinie nach Lookout Mountain, eine bedeutende Erhebung auf der Südseite desMount San Antonio (Old Baldy), etwa 22Meilen entfernt.
1922 begann die US Küsten- und Geodäsieaufsicht mit einer zweijährigen sorgfältigen Vermessung der Grundlinie mit den gerade verfügbar gewordenenInvar-Bändern. Mit der 1924 erhaltenen Länge der Grundlinie wurden in den folgenden zwei Jahren Messungen gemacht, mit denen der veröffentlichte Wert von 299.796±4 km/s erhalten wurde.
Genauso bekannt wie die Messung ist, dass sie mit Problemen überhäuft war, von denen der von dem Rauch derWaldbrände erzeugte Dunst, der das Spiegelbild trübte, nicht das geringste war. Es ist auch wahrscheinlich, dass die heldenhafte Arbeit der US-Geologievermessungsbehörde, mit einem geschätzten Fehler von weniger als 1ppm, durch eine Verschiebung der Grundlinie beeinträchtigt wurde, die durch dasSanta Barbara-Erdbeben am 29. Juni 1925 verursacht wurde (geschätzte Stärke 6,3 auf derRichterskala).
Michelson suchte nach einer anderen Messmethode, aber diesmal in einer evakuierten Röhre, um Schwierigkeiten der Bildinterpretation wegen atmosphärischer Effekte zu vermeiden. 1930 begann er eine Zusammenarbeit mitFrancis G. Pease und Fred Pearson, um Messungen in einer 1,6 km langen Röhre inPasadena durchzuführen. Michelson starb, nachdem er 36 von 233 Messreihen beendet hatte. Das Experiment war wesentlich von geologischen Instabilitäten und Kondensationsproblemen befallen, bevor das Ergebnis von 299.774±11 km/s, konsistent mit den vorhergegangenen optoelektronischen Werten, im Jahr 1935 nach seinem Tod veröffentlicht wurde.
1881 arbeitete er während eines Aufenthaltes in Berlin bzw. Potsdam an einem Experiment, das alsMichelson-Morley-Experiment in die Geschichte der Physik eingegangen ist – in verbesserter Form zusammen mit dem KollegenEdward W. Morley 1887 in Cleveland wiederholt. Dabei sollte die Bewegung derErde relativ zumÄther ermittelt werden, einem hypothetischen Medium, das man als Träger von Lichtwellen annahm. Entgegen Michelsons fester Überzeugung, dass es einen universellen Äther gibt, ließ sich aber auf diese Weise eine Bewegung der Erde nicht feststellen. Obwohl es unklar ist, obAlbert Einstein dieses Experiment kannte[6], gilt vor allem dieses Experiment als einer der Grundpfeiler derRelativitätstheorie.
Michelson und Morley konnten mit ihrem Interferometer erstmals präzise Messungen derFeinstrukturaufspaltung bei Atomspektren durchführen,[7] die 1916 durchArnold Sommerfeld theoretisch erklärt wurde und mit der Einführung derFeinstrukturkonstanten noch heute Gegenstand aktueller Forschungen ist[8].
1920 führte er ein Experiment mit einem 6-m-Balken-Interferometer durch. Der Balken mit seinem Spiegelsystem wurde vor ein 254-cm-Teleskop montiert. Das Licht von einem Stern wurde durch verschiebbare Umlenkspiegel zur Balkenmitte und von dort in das Teleskop projiziert. Im Teleskop ist dann ein Streifensystem zu sehen. Schiebt man die Umlenkspiegel nach außen, verschwinden irgendwann die Streifen. Aus dem Abstand der Umlenkspiegel kann dann der Winkeldurchmesser des Sterns berechnet werden, bei bekanntem Abstand auch dessen Durchmesser in Kilometer. Michelson bestimmte auf diese Weise den Durchmesser vonBeteigeuze zu 386 Mio. km.
Dorothy Michelson Livingston:The Master of Light. A biography of Albert A. Michelson (=A phoenix book. 813). University of Chicago Press, Chicago IL u. a. 1979,ISBN 0-226-48711-3
Der jugendliche Albert A. Michelson ist die thematische Hauptfigur in einer Episode der WesternserieBonanza aus dem Jahr 1962. Der englische Originaltitel lautet:Look to the Stars Nr. S03E26. In Deutschland hieß die Folge:Kleine Leute – Große Leute.
↑Robert A. Millikan:Albert Abraham Michelson1852-1931. In:Biographical Memoirs of the NAS.Band19, 1938 (englisch,nasonline.org [PDF]).
↑Leonard Mlodinow:Das Fenster zum Universum. Eine kleine Geschichte der Geometrie. Campus-Verlag, Frankfurt/New York 2002,ISBN 3-593-36931-1, S. 171 (Teil 4:Die Geschichte von Einstein)
↑Misha Shifman:Standing Together In Troubled Times: Unpublished Letters Of Pauli, Einstein, Franck And Others. World Scientific, Hackensack (New Jersey) 2017,ISBN 978-981-3201-00-2, S. 38.
↑Johannes-Geert Hagmann:Wie sich die Physik Gehör verschaffte – Die amerikanischen Physiker engagierten sich imErsten Weltkrieg mit „praktischer“ Forschung. In:Physik Journal 14 (2015) Nr. 11, S. 43–46.
↑Zur Frage siehe van Dongen, J. On the Role of the Michelson–Morley Experiment: Einstein in Chicago. Arch. Hist. Exact Sci. 63, 655–663 (2009).https://doi.org/10.1007/s00407-009-0050-5.
↑A. A. Michelson, E. W. Morley:American Journal of Science. Band 34, 427 (1887); Phil Mag. 24, 463 (1887).
↑Verzeichnis der Ehrenpromotionen. Archiv der Universität Leipzig, archiviert vom Original am 19. Oktober 2020; abgerufen am 3. November 2020 (Ordnung nach Graduierungsjahr).
↑Royal Society of Edinburgh (Hrsg.):The biographical index of former RSE Fellows from 1783-2002.Band2,ISBN 0-902198-84-X,S. 644 (org.uk [PDF; abgerufen am 9. August 2023]).
