1 Doświadczenie Michelsona i Morley’a Wykonała: Kaja Rodkiewicz Studia II stopnia, I rok GiG Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii Grupa 2 04.04.2016 www.agh.edu.pl

2 Edward Morley (1838 – 1923) Amerykański naukowiec, fizyk i chemik Profesor uniwersytetu w Cleveland Źródło: www. wikipedia.pl

3 Albert Michelson (1852 – 1931) Amerykański fizyk W 1907 roku otrzymał nagrodę Nobla Źródło: www. wikipedia.pl

4 Czym jest eter? Eter – hipotetyczny ośrodek wypełniający cały wszechświat, który miał być niezbędny do rozchodzenia się fal elektromagnetycznych. Źródło: www. sjp.pwn.pl

5 James Clerk Maxwell zauważył, że mierząc prędkość światła w różnych okresach roku lub doby można by wyznaczyć prędkość ruchu Ziemi względem eteru, ale nie wierzył w możliwość wykonania doświadczenia z wystarczająco dużą dokładnością. Celem było: określenie prędkości wiatru eteru, natomiast założeniem: istnienie eteru. Źródło: www. szkolnictwo.pl; pl.wikipedia.org

6 Doświadczenie Michelsona – interferometr (1881) Michelson uznał, że do określenia prędkości wiatru eteru nie potrzeba wyznaczać prędkości światła, wystarczy porównać prędkość światła w różnych kierunkach. Skonstruował przyrząd nazywany później interferometrem Michelsona. Źródło: pl.wikipedia.org

7 Interferometr Michelsona Źródło: pl.wikipedia.org A – źródło światła B – półprzepuszczalna płytka C – zwierciadła D - ekran

8 Założenia Światło, "puszczone" ze źródła w eter powinno poruszać się wolniej, gdy Ziemia zawierająca odbiornik porusza się zgodnie z ruchem eteru (prędkości się odejmują, bo Ziemia goni światło), a szybciej, gdy porusza się przeciwnie (prędkości się dodają, bo Ziemia dodatkowo ucieka od światła). Źródło: www. fizykon.org

9 Wynik przeprowadzonego doświadczenia Michelson wykonał pomiary w Poczdamie (1881 ), w Obserwatorium Astrofizycznym kierowanym przez H.C. Vogla Michelson, z których uzyskał na tyle interesujące wyniki, że opublikował je w sierpniowym numerze American Journal of Science z 1881r. w artykule pt. „Względny ruch Ziemi i eteru świetlnego”. Z wyników płynął wniosek, że hipoteza spoczywającego eteru jest błędna. Źródło: www.michelson.lostrzelno.cba.pl

10 Drugie doświadczenie Michelsona i Morley’a Morley w liście do ojca pisał: „Rozpocząłem z Michelsonem nowy eksperyment, by sprawdzić, czy światło rozchodzi się z tą samą prędkością we wszystkich kierunkach”. Decydujące pomiary przeprowadzili w lipcu 1887 r. Źródło: www.michelson.lostrzelno.cba.pl

11 Źródło: www.interklasa.pl

12 Wynik doświadczenia Ich wniosek był następujący: "nie ma widocznej różnicy w prędkości światła, niezależnie od kierunku, w jakim porusza się obserwator". -> bez względu na kierunek ruchu Ziemi, porę dnia i roku, kierunek ustawienia ramion interferometru - odczyty wykazywały na to samo – że prędkość światła względem Ziemi ma zawsze niezmienioną wartość. Źródło: www.fizykon.org

13 Wiązka I t - czas poruszania się wiązki pomiędzy zwierciadłami w jedną stronę Symbole: L - odległość od środka zwierciadła półprzepuszczalnego Z 0 do środków każdego ze zwierciadeł Z 1 i Z 2. v - poszukiwana prędkość unoszenia. S 1, S 2 - drogi przebyte przez poszczególne wiązki Wiązka II t 1 - czas ruchu wiązki od zwierciadła półprzepuszczalnego Z 0 do Z 2 t 2 - czas ruchu wiązki z powrotem, od zwierciadła Z 2 do zwierciadła półprzepuszczalnego Z 0 OBLICZENIA Źródło: www.interklasa.pl

14 Wnioski Prędkość światła jest taka sama dla każdego obserwatora, niezależnie od wykonywanego przez niego ruchu. Brak możliwości wykrycia "wiatru eteru" spowodowała odrzucenie koncepcji istnienia eteru jako ośrodka przenoszącego fale elektromagnetyczne, na przykład światło. Ponieważ nie istnieje wyróżniony układ odniesienia związany z eterem, a prędkość światła jest taka sama dla każdego obserwatora, wynik tego doświadczenia stanowi potwierdzenie zasady względności. c = 299 792 458 m/s  300 tys. km/s Analiza matematyczna wskazuje, że zerowy wynik doświadczenia Michelsona-Morleya jest wynikiem pozytywnym i oczekiwanym dla tezy o klasycznym dodawaniu prędkości, zgodnie z zasadą Galileusza: c’=c+v. Źródło: www.fizykon.pl;www.interklasa.pl

15 Próby wyjaśnienia eksperymentu Ostatecznym wyjaśnieniem tego efektu i upadku koncepcji eteru było ogłoszenie przez Alberta Einsteina w 1905 roku szczególnej teorii względności z jej głównym postulatem głoszącym, że prędkość światła w próżni jest jednakowa we wszystkich inercjalnych układach odniesienia.

16 Dodatkowa literatura: J. Orear – Fizyka tom 2, 1990. J. Massalski, M. Massalska – Fizyka dla inżynierów cz.1, 2005. C.Kittel, W.D.Knight, M.A.Rudermann Mechanika kwantowa Feynmana wykłady z fizyki tom 3 – Mechanika kwantowa Resnick, Halliday – Podstawy fizyki 5 Wichmann E.H. – Fizyka kwantowa PWN,1975

17 Dziękuję za uwagę!