Michelson-Morley-Experiment

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Spacerat am 20.05.2014 10:15

Ich habe meinen Aufsatz jetzt doch mal "einfach so rausgehauen". Feedback ist erwünscht.

Michelson Morley Korrektur

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Spacerat am 10.05.2014 03:39

Genauer hinschauen ist hier ein gutes Stichwort. Ich habe mal genauer hingeschaut und dabei ist mir folgendes aufgefallen:

Bei der Formel für die Laufzeit im Querarm wird eine "gedachte" diagonale Strecke berechnet, auf welcher sich das Licht mit c bewegen soll. Damit wird einem diskret eine Lorentz-Transformation untergeschoben, welche aber auf dem Arm in Bewegungsrichtung nicht eingerechnet wird, anscheinend weil die herkömmliche Addition bzw. Subtraktion von gleich- bzw. gegensinnigen Geschwindigkeiten viel viel einfacher und einleuchtender ist. Würde man für den Querarm auch resultierende Geschwindigkeiten (vektoriell, wie es sich gehört) berechnen oder die Lorentz-Transformation auch auf dem anderen Arm durchführen, wären beide Laufzeiten auch wieder gleich. So aber ist klar, dass für den Arm in Bewegungsrichtung eine Längenkontraktion postuliert werden muss. Durch den Umstand, dass die Laufzeiten nun wieder gleich sind, kann man sich, wie es der TO bereits sagte, die ganzen Geschwindigkeitsberechnungen auch sparen, weil die MMI-Geschwindigkeit keinerlei Einfluss auf die Laufzeiten des Lichts in diesem hat, wie es die Beobachtungen recht deutlich zeigen.

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Slim_Jim am 22.11.2012 16:08

ein sehr ausführlicher artikel mit kritik an dem experimentellen aufbau und deren schlussfolgerungen:
http://www.mahag.com/srt/michel.php#trans (auf dieser seite werden auch viele andere kritikpunkte an der SRT aufgeführt und durchgekaut - lohnt sich dort durchzublättern)

hier mal kurze auszüge, die vllt zum genaueren hinschauen motivieren ;) :
dazu erstmal diese Animation

"Sie zeigt, dass ein senkrechter Lichtstrahl auch senkrecht bleibt, wenn sich Lichtquelle und Empfänger (Spiegel, Fernrohr etc.) gleichsinnig im Äther bewegen oder der Ätherwind hindurch weht. Die Sichtachse liegt immer direkt zwischen Sender und Empfänger. Das ist für manche Ätheranhänger auch deshalb überraschend, wenn sie nicht verstanden haben, wieso der Äther bei den kilometerlangen Laserstrahlen der Gravitationswellen-Detektoren keine Aberration verursacht. Aber es gibt keine Aberration ohne Relativbewegung - auch im Äther nicht!
Die Erklärung dafür ist simpel. Die Richtung des Strahls ist eine Resultierende aus den beiden Geschwindigkeiten c und v. Deshalb kann man auf unserer Erde keine Aberration des Lichts feststellen, obwohl sich die Erde sehr wahrscheinlich durch irgendetwas ätherähnliches bewegt."

weiter zur situation am umlenker:


"Wir sehen aufgrund der Forderung, dass die Strahlen sich punktgenau am Umlenker treffen müssen, bei Erfüllung dieser Forderung sich der erwartete Zeitversatz kompensiert. Der "andere" Strahl von oben kommt nämlich genau um diesen Zeitversatz später an und so geht der Zeitvorsprung verloren! Die Folge ist, dass sich die beiden Strahlen am Treffpunkt Umlenker phasengleich und gleichzeitig treffen."

 
"Nun haben wir aber schon festgestellt, dass jeder Strahl quasi mit dem Interferometer mitgeht, also die Sichtlinien immer direkt zwischen Sender und Empfänger liegen. Wo kommt denn dann dieser "andere Strahl" her? Bewegt sich denn dieser Strahl von oben nicht gleichzeitig mit dem Umlenker auf den verspäteten Strahl zu - und treffen sie sich dann nicht ohnehin punktgenau am Umlenker? Ja, das tun sie oberflächlich betrachtet tatsächlich - aber der Strahl von oben ist dennoch bereits ein "anderer" Strahl! Denn der Strahl von oben ist praktisch eine Aufeinanderfolge von parallel laufenden Strahlen, die zueinander zeitverschoben losgeschickt werden, weil sich die Lichtquelle bewegt. Das bedeutet, der Strahl setzt sich aus unzähligen Strahlen zusammen, die zueinander schräg verschoben sind. (Das sehen wir uns später mit dem Wellenmodell noch genauer an.)"


"Der senkrechte Strahl, welcher sich mit dem waagrechten Strahl trifft, ist demnach nicht mehr jener Strahl, der den Zeitvorsprung aufwies.
Diese Kompensation des Zeitversatzes funktioniert nun in jeder Lage des Interferometers."

und letztendlich die schlussfolgerung, dass das wellenmodell abhilfe schafft. also doch analogie zur akustik mit ihrem dopplereffekt..

 

"Kontinuierlich kommen beide Strahlen zum gleichen Zeitpunkt mit derselben Phasenlage zurück und erzeugen im Detektor ein Interferenzmuster, das sich bei Drehung des Apparats nicht mehr verändern kann!
Nun haben wir es aber eigentlich gar nicht mit "Strahlen", sondern mit Wellen zu tun. Und deshalb müssen wir von der groben Strahlen-Darstellung zur etwas genaueren Detail-Darstellung mit Wellen gehen. Ein "Strahl" ist quasi ein herausgeschnittener Sektor aus einer Kugelwelle. Auch ein Laserstrahl ist pinzipiell nichts anderes, denn Licht breitet sich immer in Sphären aus. Jeder Strahl setzt sich aus fortlaufenden quer in ihm liegenden Wellenkämmen zusammen, die immer diese Sphären - wenngleich abschnittweise - mit ihrer Lage wiederspiegeln. In den zueinander verschobenen Sphären einer bewegten Lichtquelle liegen diese Wellenkämme in den senkrecht zur Bewegungsrichtung stehenden Strahlen schräg und diese Schräge nimmt mit der Entfernung zu."

diese beschreibung finde ich sehr gut. vor allem schließt sie nicht den äther aus, sondern kritisiert das experiment ;) die natur des lichts wird natürlich wieder nicht klar, aber die bisherigen modelle von welle und teilchen passen sehr gut. je nachdem welche situation gerade vorherrscht wird eins davon gewählt.
 

Wer nur so tut als bringe er die Menschen zum Nachdenken, den lieben sie. Wer sie wirklich zum Nachdenken bringt, den hassen sie. - Aldous Huxley

Jeder Fehler erscheint unglaublich dumm, wenn andre ihn begehen. - Georg Christoph Lichtenberg

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Detlef am 28.09.2012 14:47

Hallo Darius, ich komme erst jetzt dazu, dir zu antworten.

Welche Informationen liegen dir vor?

Ich habe auch schon versucht, den Artikel zu finden, bisher ohne Erfolg.



Meine Aussage bezog sich auf das Buch "Joos: Lehrbuch der theoretischen Physik, 11.Auflage 1964, unveränderter Nachdruck der 10. Auflage".

Im Vorwort zur 10. Auflage schreibt G.Hettner: "Nachdem der Verfasser die 10.Auflage seines Buches vollständig vorbereitet hatte, hat ihn eine plötzliche Erkrankung allzufrüh dahingerafft. ..."

Man kann also davon ausgehen, dass das folgende Zitat von Joos persönlich stammt und nicht von späteren Herausgebern verändert wurde. Auf den Seiten 223 bis 226 beschreibt er den Versuch, u.a.:

"... Als im Jahr 1925 D.Miller von einem positiven Effekt, der einer Geschwindigkeit von 10 km/sec entsprach, berichtete, setzten an verschiedenen Orten Nachprüfungen ein. Im Zeiss-Werk zu Jena konnte Verf. mit sehr vollkommenen Hilfsmitteln nachweisen, daß ein positiver Effekt kleiner sein müßte als 1/1000 Streifenbreite. Fig. 82a gibt die Registrierung des Interferenzstreifensystems wieder, die in der Weise erfolgte, daß senkrecht zu den Interferenzstreifen ein 0,2 mm breiter Spalt angebracht war (vgl. Fig. 82b), vor dem während der Rotation des Apparates eine photografische Platte vorbeigeführt wurde. Würden die Interferenzstreifen sich bei der Drehung des Apparates verschieben, so müßte man beim Vorbeiführen der Platte eine Wellenlinie erhalten. Man sieht indes, daß die Streifen schnurgerade verlaufen. Das Experiment hat also gegen unsere Analogie mit der Akustik, gegen die Existenz eines ruhenden Mediums der Lichtwellen, d.h. gegen die Existenz des Weltäthers oder absoluten Raumes entschieden."

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Darius am 12.09.2012 17:17

Detlef schrieb:

Die mir vorliegenden Informationen zu den Ergebnissen der Arbeiten von Georg Joos in Bezug auf Wiederholungen des Michelson-Morley-Experiments decken sich nicht mit dem augenscheinlichen Ergebnis aus dem Video. Wäre es möglich, dass Du mir die von Dir angesprochene Literatur nennst? Ich würde mich hierzu weiter informieren wollen.

Dann schrieb Detlef:

Korrekt. Das trifft genau so wenig zu, wie die von Dir angebotene Erklärung, die höhenabhängige Luftdichte würde das Licht in diesem Experiment abbremsen und somit die Bewegung des Interferenzmusters verursachen.

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Geronimo am 12.09.2012 14:34

Hallo  Detlef,

Du hast geschlußfolgert:

Leider hast Du vergessen, dass in der Zeit der Lichtausbreitung sich der nächste Spiegel entsprechend der Erddrehung weiterbewegt hat. Der ausgesandte Lichtimpuls ( und ein Lichtstrahl besteht nur aus einer Anreihung von Lichtimpulsen, die nichts miteinander verbindet) braucht eine gewisse Zeit bis er den nächsten Spiegel erreicht. Da sich die Erde dreht, wirkt auf die Anordnung eine Radialbeschleunigung. Der Lichtimpuls trifft damit nicht auf die Stelle, die er beim Austritt aus der Lichtquelle angepeilt hat.  Die Abweichung ergibt sich zu  
          Delta l   =  l/c  * Integral  b   dt

Unter der Beschleunigung ist genau die Beschleunigung zu verstehen, welche quer zur Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahles verläuft.

Das Ganze ist etwas schwierig verständlich:  Der Lichtstrahl oder besser die einzelnen Lichimpulse bewegen sich immer geradlinig fort. Erfolgt quer zur Ausbreitung des Lichtes eine beschleunigte Bewgung, so verändert sich die Lage der Masse zu dem Lichtstrahl in der Zeit, die der Lichtstrahl benötigt, um die Strecke zurückzulegen. Beim menschlichen Vorstellungsvermögen gehen wir immer von der Masse aus. Diese ist unser Anhaltspunkt. Wir müßten uns auf den einzelnen Lichtblitz setzen, um den Vorgang richtig beurteilen zu können, denn der Lichtblitz bildet in diesem Falle der Bezugsort.

Gruß Gerd

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Darius am 08.09.2012 12:27

Eine sich drehende, horizontal zum Erdmittelpunkt ausgerichtete Zentrifuge wird bei konstanter Drehgeschwindigkeit konstanten Krafteinflüssen unterliegen. Wird eine Zentrifuge vertikal zum Erdmittelpunkt gedreht, dann (und möge beim Aufbau der Apparatur noch so höchst mögliche Präzision umgesetzt worden sein) beeinflusst die Erdanziehung diese Drehbewegung variabel, was in der Bewegung des Interferenzmusters sichtbar wird.

Detlef schrieb:

Eine, aber nicht unbedingt erkenntnisreiche Information, die dieser Aufbau liefert, ist, dass das Experiment in nicht gravitationsfreier Umgebung durchgeführt wurde.

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Bildquellen:
Horizontales Karussell hier, vertikales hier

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Detlef am 08.09.2012 09:03

Hallo Darius

jedes Experiment liefert Informationen. Der Wert dieses Videos liegt in der Einfachheit und Anschaulichkeit und hat mich sehr beeindruckt und zum Nachdenken angeregt.

Ich finde es sehr eigenartig, dass von den Universitäten und Forschungseinrichtungen, die mit unseren Steuern finanziert werden, solche wertfreien Experimente nicht veröffentlicht werden. (zu wertfrei: Der Experimentator im Video hat den Sachverhalt ohne Kommentar für eine Deutung veröffentlicht). Leider ist es so, dass wir als Privtforscher keinen Zugang zu den technischen Möglichkeiten der Forschungseinrichtungen haben.

In der Literatur wird erwähnt, dass der Versuch zig mal wiederholt wurde. Ich erwähne noch einmal: Joos 1935 bei Carl Zeiss in Jena. Diese Versuche haben das gleiche Ergebnis gebracht, wie der einfache Versuch im Video.


Danke für diesen Hinweis.

Bei der horizontalen Drehung wird die Luft auch bewegt, ohne das sich das Interferenzbild verschiebt. Also scheint bewegte Luft den Versuch nicht zu beeinflussen.

Wie würdest du die Verschiebungen bei vertikaler Drehung erklären?

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Detlef am 08.09.2012 08:46

Hallo Gerd
es ist schön, dich hier im Forum wiederzutreffen. Über den MM-Versuch habe ich tagelang nachgedacht und mir scheint bezüglich dieses Versuches jetzt alles klar zu sein.

Nehmen wir an, dass das Licht aus Teilchen besteht (die üblicherweise Photonen) genannt werden. Dann werden diese Photonen von der Lichtquelle (z.B. einem angeregten Atom) weggestossen (emittiert). Sie erhalten einen Impuls, der die Photonen auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Wenn sich das Atom mit 30 km/s mit der Erde um die Sonne bewegt, erhält das Photon zusätzlich eine Bewegungskomponente von 30 km/s in die Richtung der Erdbewegung. Die Lichtgeschwindigkeit c ist also wie jede Geschwindigkeit ein Vektor und verhält sich so wie jede Geschwindigkeit. Das sogenannte "Additionstheorem der Geschwindigkeiten" kann man vergessen.

Nur so lässt sich der Versuch sinnvoll erklären. Und das ist auch das eigentliche Ergebnis des Versuches:

Wenn man das Koordinatensystem sinnvoller Weise mit der Apparatur verbindet, ist es nach einigem Nachdenken einsichtig, dass die Bewegung der Erde um die Sonne keinerlei Einfluss auf die Bewegung des Lichtes und auf die Lichtgeschwindigkeit hat.

Wenn man ein Koordinatensystem verwendet, dass mit der Sonne verbunden ist und in dem sich die Apparatur mit 30 km/s bewegt, bewegt sich das Licht ebenfalls mit 30 km/s, so dass sich das Licht ebenfalls unabhängig von der horizontalen Ausrichtung mit gleicher Geschwindigkeit bewegt.

Jede andere Annahme wurde durch den Versuch widerlegt.


Mit dem Sagnac-Effekt muss ich mich noch beschäftigen. Ich verstehe ihn immer noch nicht.

Viele Grüsse nach Kambodscha
Detlef

Re: Michelson-Morley-Experiment

von Detlef am 08.09.2012 08:05

Hallo Igor

in dem Versuch sind die Spiegel fest montiert.

Du kannst gerne den Versuch im Vakuum oder auf dem Mond oder Mars wiederholen. Danke für die hilfreichen Vorschläge.