Michelson-Morley Experiment

Michelson-Morley Experiment

Folgen

• allgemeine Ätherhypothese musste überdacht werden
• Grundannahme der klassischen Physik in Frage gestellt
• Anstoß für spätere Experimente(z.B. Hendrik Antoon Lorentz)
• erst mit Albert Einsteins spezieller Relativitätstheorie wird eine Lösung für dieses Grundproblem gefunden
• Experiment dient als Nachweis für Einsteins Theorie

Allgemein

Michelson-Morley Experiment

Quellen:

Ätherwind

Hintergrund:

t= L/c+v + L/c-v

t=2L/c (1+v²/c²)

• Erwartung:
• Das Licht wird durch den Ätherwind beschleunigt, gebremst oder abgelenkt
• dadurch kommen die Lichtstrahlen nach unterschiedlich langer Zeit an
• es entsteht ein Interferenzmuster
• Bei drehen des Versuchs um 90° vertauschen sich die Ergebnisse

• Anfang des 19. Jahrhunderts, Entdeckung der Wellennatur des Lichts
• elektromagnetische Theorie des Lichts von Maxwell
• Lichtwellen besitzen ein Medium, den ruhenden Lichtäther
• durch die Bewegung der Erde entsteht der Ätherwind

• https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/michelson-morley-experiment
• https://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experiment#Das_Experiment
• Schulbuch S. 162
• http://physikunterricht-online.de/jahrgang-12/michelson-morley-experiment/
• https://www.leifiphysik.de/relativitaetstheorie/spezielle-relativitaetstheorie/versuche/michelson-morley-experiment

• Experiment von Albert A. Michelson (1852-1931) und Edward W. Morley (1838-1923)
• 1887 gemeinsame Versuchsdurchführung

• Ziel:
• Geschwindigkeit v der Erde relativ zum Lichtäther (bzw. Geschwindigkeit v des Ätherwindes) herausfinden
• Existenz des Äthers nachweisen

t=2L/c (1+v²/2c²)

• Ergebnis:
• Fehlschlag, keine Verschiebungen der Interferenzmuster
• nur minimaler Unterschied aufgrund ungenauer Messergebnisse

Das Michelson(-Morley) Interferometer

Interferometer

Interferenzen

• Geräte, die das Interferenzmuster zur Bestimmung von Messgrößen verwenden
• Z.B: Weg (Längenmessung, Oberflächenuntersuchung)
• Verschiedene Typen, die nach gleichem Prinzip handeln

• Phänomen, das auftritt, wenn sich zwei oder mehrere Lichtwellen überlappen oder schneiden
• Funk-, Wasser-, und Schallwellen
• Zwei Lichtstrahlen sind nur interferenzfähig wenn sie zeitlich oder räumlich kohärent sind
• Kohärent: zusammenhängend, mit gleicher Phase

Funktion

Interferenzringe

Veränderung der optischen Weglänge

• Eine Lichtwelle wird in zwei Teile geteilt
• Diese zwei Wellen durchlaufen dann unterschiedlich lange strecken, in denen die Lichtgeschwindigkeit verschieden ist
• Phasenverschiebung zwischen den zwei Wellen
• Werden diese wieder zusammengeführt kommt es zur Interferenz

• Aus der Lichtquelle kommt ein paralleles Bündel Strahlen
• Wird durch Linsenanordnung aufgeweitet und verläuft danach divergent
• Interferenzringe kommen deshalb zustande, weil die direkten Strecken zwischen Strahlteiler und Spiegel unterschiedlich lang sind
• Entfernung vom gedachten Ursprungspunkt G und dem Strahlteiler ist konstant (g)
• Wenn zwei Strahlenbündel zur gleichen Zeit am gleichen Ort auftreffen, dann haben sie verschieden lange Wege w zurückgelegt

• Verschiebung der Spiegel
• Konstruktive Interferenz
• Destruktive Interferenz
• Intensitätsmessung

w=( d²+(g+L))^0,5