Το 1887 οι Michelson και Morley προσπάθησαν να μετρήσουν την κίνηση της Γης από αλλαγές στην ταχύτητα του φωτός μέσα στον υποθετικό αιθέρα. Δε βρήκαν καμία διαφορά, και το αποτέλεσμα εξηγήθηκε μόνο το 1905 με την ειδική σχετικότητα.
Γ΄ Λυκείου · Φυσική · 30 λεπτά
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Πριν από τη σχετικότητα πίστευαν ότι το φως, όπως ο ήχος, χρειάζεται μέσο, τον αιθέρα, που γεμίζει όλο το σύμπαν.
Για τον οδηγό που κινείται προς μια πηγή ήχου, ο ήχος έχει ταχύτητα υήχου + υ, και υήχου − υ όταν απομακρύνεται. Αν το φως συμπεριφερόταν έτσι, η κίνηση του παρατηρητή θα άλλαζε την ταχύτητά του.
Το 1887 στις ΗΠΑ οι Michelson και Morley σχεδίασαν πείραμα για να βρουν την ταχύτητα της Γης από τέτοιες διαφορές στην ταχύτητα του φωτός.
Το συμβολόμετρο έχει περιστρεφόμενη τράπεζα, πηγή μονοχρωματικού φωτός, ημικάτοπτρο που χωρίζει τη δέσμη, δύο κάτοπτρα και ανιχνευτή, όπου οι δύο δέσμες συμβάλλουν και δίνουν κροσσούς.
Κατά τον Γαλιλαίο, με τη Γη να κινείται με περίπου 30 × 10³ m/s, το φως θα είχε c + υ και c − υ στον βραχίονα της κίνησης και √(c² − υ²) στον κάθετο· οι χρόνοι των δύο διαδρομών θα διέφεραν και θα έδιναν διαφορά φάσης.
Με στροφή του οργάνου κατά 90° οι κροσσοί έπρεπε να μετακινηθούν· δε μετακινήθηκαν ποτέ, σε όσες επαναλήψεις κι αν έγιναν.
Το αποτέλεσμα προβλημάτιζε τους φυσικούς ως το 1905, όταν η ειδική σχετικότητα του Einstein έδωσε την εξήγηση.
Πρόσωπα
A. A. Michelson
Αμερικανός πρωσικής καταγωγής (1852-1931), πρώτος Αμερικανός νομπελίστας, σχεδίασε το πείραμα
E. W. Morley
συνεργάτης του Michelson στο πείραμα του 1887 (1838-1923)
Einstein
εξήγησε το αποτέλεσμα το 1905 με την ειδική σχετικότητα
Την ταχύτητα της Γης, από διαφορές στην ταχύτητα του φωτός που θα οφείλονταν στην κίνησή της μέσα στον αιθέρα, το μέσο όπου πίστευαν τότε ότι διαδίδεται το φως.
Πώς λειτουργεί το συμβολόμετρο Michelson;
Ένα ημικάτοπτρο χωρίζει μια μονοχρωματική δέσμη σε δύο, που πηγαίνουν σε δύο κάτοπτρα σε κάθετους βραχίονες και ξαναενώνονται στον ανιχνευτή. Εκεί συμβάλλουν και δίνουν κροσσούς· αν αλλάξει η διαφορά φάσης των δεσμών, οι κροσσοί μετατοπίζονται.
Ποιο ήταν το αποτέλεσμα του πειράματος;
Στρέφοντας το όργανο κατά 90° οι κροσσοί έπρεπε να μετατοπιστούν, αλλά δε μετατοπίστηκαν ποτέ, όσες φορές κι αν έγινε το πείραμα. Την εξήγηση έδωσε η ειδική σχετικότητα του Einstein, το 1905.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.