Emissionsäthertheorie und MME - 1. Einleitung

Emissionsäthertheorie und MME - 1. Einleitung

von Detlef am 07.01.2015 21:45

Das Michelson-Morley-Experiment (MME) hatte für die Interferenz der beiden Teilstrahlen im Rahmen der sehr hohen Genauigkeit, mit der das Experiment mehrfach durchgeführt wurde, Null ergeben, d.h. es konnte keine Interferenz festgestellt werden.

Ich habe die Berechnungen auf der Basis der Äther-Hypothese mehrfach durchgeführt und komme leider zum gleichen Ergebnis: Die angenommenen Voraussetzungen stimmen nicht mit dem Ergebnis des Experiments überein und sind daher falsch !!!

Bei der Ätherhypothese wurde angenommen, dass das Licht nach dem Verlassen der Lichtquelle sofort die Lichtgeschwindigkeit c0 annimmt (In diesem Beitrag wird die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum mit c0 (c Null) bezeichnet.) Aus den Berechnungen für Antennen (Dipole) geht hervor, dass die Einschwingvorgänge innerhalb von etwa einer halben Wellenlänge abklingen. Man könnte daraus schlußfolgern, dass die Lichtgeschwindigkeit c0 auch innerhalb dieser Zeit angenommen wird.

Von Raphael wurde in mehreren Videos nachgewiesen, dass die Voraussetzungen der speziellen und der allgemeinen Relativitätstheorie nicht der Realität entsprechen und daher falsch sind. Wer immer noch daran zweifelt, sollte sich die Videos noch einmal ansehen und eventuelle Fragen in dem entsprechenden Thread stellen. Wenn die Voraussetzungen einer Theorie falsch sind, dann ist die gesamte Theorie falsch, unabhängig davon, wie viele Eperimente die Theorie scheinbar bestätigen.

Wir haben jetzt den Stand: Relativitätstheorie falsch, Ätherhypothese falsch, MME ergibt Null.

Da die angenommenen Voraussetzungen der Ätherhypothese nicht mit dem Ergebnis des MME übereinstimmen, müssen die Voraussetzungen in dieser Form falsch sein. Um zu einem richtigen Ergebnis zu kommen, müssen also die Voraussetzungen geändert werden.

Jetzt kann man sich viele Varianten ausdenken und jede Variante durchrechnen, ob das Ergebnis Null ergibt. Eine mühselige Arbeit. Um einen Anfang zu machen, hatte mich interessiert, welches Ergebnis bei der Emissionstheorie bezüglich des MME zu erwarten ist. Die Berechnungen werden im nachfolgenden Beitrag dargestellt.

Emissionsäthertheorie und MME - 2. Berechnungen zum MME

von Detlef am 07.01.2015 22:49

Das folgende Schema des MME wurde aus einem Skript entnommen und skizziert das Prinzip:



Neuer Ansatz (Emissionstheorie):
Die Lichtgeschwindigkeit setzt sich aus einer Geschwindigkeit c = c0 bei ruhender Quelle bzw. c = c0 + v bei bewegter Quelle zusammen. Dann ergibt die Berechnung des MME:

1. Horizontal (in Richtung der x-Achse):

Der Lichtstrahl wird durch den halbdurchlässigen Spiegel geteilt. Ein Teilstrahl bewegt sich horizontal in x-Richtung. Die Lage der Apparatur wird so gewählt, dass sich auch die Erde mit der Geschwindigkeit v in x-Richtung bewegt.

Das Licht verläßt den halbdurchlässigen Spiegel mit der Geschwindigkeit des Lichts c0 plus der Geschwindigkeit des Spiegels v, der fest mit der Erde verbunden ist. In der Zeit tH1 legt der Lichtstrahl die Strecke s (Länge der beiden Arme der Apparatur) und zusätzlich eine kleine Strecke x1 zurück. Für die Strecke x1 ist x1 = tH1 * v. Dann gilt

tH1 = (s + x1) / (c0 + v)

und mit x1 = tH1 * v

ergibt das:

tH1 * (c0 + v) = s + th1 * v

v kürzt sich heraus:

tH1 = s / c0

Für die Rückrichtung gilt analog

tH2 = (s - x2) / (c0 - v)

und mit x2 = tH2 * v

ergibt das:

tH2 = s / c0

Also tH = tH1 + tH2 = 2 * s / c0

2. Vertikal (in y-Richtung)

Der Lichtstrahl hat eine vertikale Komponente (y-Richtung) und eine horizontale Komponenete (in x-Richtung):

Vektor c = (v , c0)

Wir erhalten für die Geschwindigkeit des Lichtstrahls einen Vektor mit den Elementen v (in x-Richtung) und c0 (in y-Richtung).

Der Betrag des Vektors beträgt dann c2 = v2 + c02 (2 bedeutet Quadrat).
Der Lichtstrahl erreicht den oberen Spiegel direkt senkrecht oberhalb des Punktes auf dem halbdurchlässigen Spiegel (Strecke s) und bewegt sich gleichzeitig nach rechts mit der Geschindigkeit v (Strecke x3):

Die Gesamtstrecke ergibt sich nach Pythagoras zu h2 = s2 + x32 (2 = Quadrat).

Die Zeit für den Hinlauf ergibt sich zu tV1 = h / c

Wir betrachten die beiden Elemente des Vektors getrennt und wählen den Ansatz:

tV1 = s / c0

und

tV1 = x3 / v

Dass dieser Ansatz richtig ist, kann man durch Einsetzen in die Gleichung h / c überprüfen:

Wir quadrieren die Gleichung tV1 = h / c und setzen für h und c die o.g. Beziehungen (Pythagoras) ein:

tV12 * (c02 + v2) = s2 + x32

Die beiden einzelnen Gleichungen

s2 = tv12 * c02

und

x32 = tV12 * v2

erfüllen die Gleichung für tV1 und damit ist die Rechnung richtig.

Wir erhalten also

tV1 = s / c0

Für tV2 den Rückweg gehen wir analog vor und erhalten:

Vektor c = (v , -c0)

Der obere Spiegel reflektiert das Licht in die negative y-Richtung.

und damit wird tV2 analog zu tV1 zu

tV2 = -s / -c0

bzw.

tV2 = s / c0

Nun ist tV die Summe

tV = tV1 + tV2 = 2 * s / c0

Die Differenz beträgt damit

tH - tV = 2 * s / c0 - 2 * s / c0 = 0

Die Berechnung liefert als Ergebnis Null, d.h. es tritt keine Interferenz auf. Das Experiment liefert ebenfalls Null !!!

Das bedeutet, dass der Ansatz der Emissionstheorie die richtige Lösung für das MME liefert, also die Annahmen zur Emissionstheorie werden vom MME bestätigt.

Emissionsäthertheorie und MME - 3. Schlussfolgerungen

von Detlef am 07.01.2015 23:03

Falls meine Darstellung keine Fehler enthalten sollte, würden sich folgende Schlussfolgerungen ergeben:

Das Licht wird grundsätzlich mit c0 + v emittiert. Der Anteil v ist die Geschwindigkeit der Lichtquelle.

Das waren die Voraussetzungen für die Berechnung des MME und wurden mit dem Nullergebnis in beiden Fällen bestätigt.

Mehr kann ich dazu im Augenblick nicht sagen. Die Berechnungen unter Punkt 2 wurden noch einmal sorgfältig wiederholt und ergeben das gleiche Ergebnis. Als nächsten Schritt möchte ich die Berechnungen als pdf-Datei ordentlich aufbereiten. Erst danach denke ich über die Konsequenzen nach.

Der folgende Text ist eine Vermutung. Ich ziehe diesen Text zurück, lösche ihn aber nicht, da es dazu bereits eine Antwort gibt. Ich bitte diese voreiligen Behauptungen zu entschuldigen.

Re: Emissionsäthertheorie und MME - 1. Einleitung

von Phil am 08.01.2015 08:37

@Detlef:

Das würde ein paar Probleme aufwerfen:

Rotverschiebung als verschiebung gegen c0 impliziert, dass sich alle Sterne auf uns zubewegen, da die Rotverschiebung von sich entfernenden Sternen mit der Entfernung abnehmen sollte. Immerhin wäre c0+v für uns kleiner als c0, wenn v von uns weggerichtet ist.

Dazu kommt, dass wir keine nahen Sterne mit der größe und Spektralklasse unserer Sonne sehen dürften, erst die weiter entfernten sollten ähnlich erscheinen, während die nahen Blauverschoben sein sollten. Man sieht jedoch ähnliche Klassen mit ähnlichen Frequenzen in der Nähe und Rotverschoben in der Ferne.


Nur fürs Protokoll: Welche radialgeschwindigkeit führt zu einer Rot- bzw. einer Blauverschiebung in dieser Hypothese?

Re: Emissionsäthertheorie und MME - 1. Einleitung

von wl01 am 08.01.2015 15:28

Hallo Phil!

PS:
Habe ich schon geschrieben, dass Licht und somit jede EM-Strahlung für mich lediglich eine Turbulenz im Tachyonenäther ist?

Re: Emissionsäthertheorie und MME - 1. Einleitung

von Slim_Jim am 08.01.2015 15:30

hi detlef,

deine rechnung gefällt mir gut, ist recht simpel. leider ist das lesen hierüber nicht gerade günstig, wenn formeln ins spiel kommen... daher warte ich mal ab bis deine pdf-datei fertig ist.

eins nur zur klärung für den horizontalen strahl: du schreibst:

 wieso diese kleine zusätzliche strecke? dieser arm sollte fest sein, somit auch die entfernung, denn das gerät sitzt fest auf der erde. hier liegt ja gerade der unterschied zum vertikalen arm, wo ein längerer weg zurückgelegt werden müsste, der dann länger dauert, was zu einem interferenzmuster führt. im horizontalen arm gleichen sich also die laufzeitunterschiede, die durch den ätherwind ausgelöst werden sollten, wieder aus (es ist also ein ruhendes system). im vertikalen arm addieren sich diese noch (bewegtes system). ich hab jetzt aber nicht weiter gerechnet, vllt mach ich das gleich mal...

und dann noch kurz zur emissionstheorie: was meinst du hiermit? bei wiki steht, dass dies die eigentliche korpuskulatheorie von newton ist. die ist ja heute sehr unzureichend für beschreibungen von zB photonischen bauelementen. ganz anders maxwell. daher meine frage, ob du diese theorie selbst irgendwie anders definiert hast...? mich wundert auch, wo genau du eine teilchentheorie (wenn es so sein sollte, wie ich vorher schrieb) verwendet hast, denn eig war es nur reine geometrie (ich hätte auch sagen, dies ist die richtung des poyntingvektor (energieflussrichtung mit v=c0), der ja das kreuzprodukt aus M- und E-feld beinhaltet). und mit teilchen erhält man zB auch keine destruktive interferenz bzw. komplette auslöschung von lichtstrahlen erklärt. dazu benötigt man EM-wellen-theorie. bei den photonischen bauteilen ist maxwell (elektrodynamik) perfekt geeignet. 

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: Emissionsäthertheorie und MME - 1. Einleitung

von Slim_Jim am 08.01.2015 16:36

weitere erläuterung: hier ist die länge des arms l_1 und l_2:

hier die gesamtlaufzeit t_L1 im horizontalen arm:

 

hier die gesamtlaufzeit t_L2 im vertikalen arm:

erstma über pythagoras die zeit für eine strecke berechnen:
 

dazu hier noch die skizze:
 
die skizze ist mit beschriftung der längen. daher füge ich sie noch mit ein. ansonsten ist natürlich alles gleich im aufbau.

gesamtlaufzeit vertikal ist demnach das doppelte von dem weiter oben:


da jetzt diese "unangenehmen" formeln (t_L1 und t_L2) von einander subtrahiert werden müssen, ist ein kleiner mathematischer kniff (näherung) notwendig, da ansonsten die formel unübersichtlich wird und auch für dieses experiment nicht zweckmäßig ist. hier spielt nämlich das verhältnis der von erde um die sonne (ca. 3*10^4 m/s) und der vakuumlichtgeschwindigkeit (ca. 10^8 m/s) eine rolle, genaugenommen das quadrat dieses verhältnisses. 

der kniff ist die binomialentwicklung in folgender form:


unsere formeln für die gesamtlaufzeiten horizontal (t_1) und vertikal (t_2) müssen nun der linken seite angepasst werden:
 
wenn man sich nun den vorfaktor wegdenkt, also 2*l/c mal kurz ausblenden, haben die klammerausdrücke die form (1+x)^n, nämlich:

bei t_1 ist x= - v_erde^2/c^2  und n=-1
bei t_2 ist x= - v_erde^2/c^2 und n= - 1/2

und man kann auch das vorher angesprochene verhältnis v_erde^2/c^2 sehen, es ist klein, sehr klein,, dadurch ist die näherung wohl gerechtfertigt...

angewendet sieht das wie folgt aus:
 
merke: da dies nur eine näherung ist, verwendet man hier die geschwungenen gleichheitszeichen. 

die differenzbildung liefert die laufzeitdifferenz, die wir ja suchen und die vorhanden sein muss, wenn die annahme eines äthers richtig ist:
 
man sieht, dass hier kein nullergebniss rauskommen kann, denn alles ist konstant bis auf die länge unseres armes des MME. nur wenn diese länge gegen null läuft, hätten wir das nullergebnis! 

und mit diesem laufzeitunterschied (delta_t) kann man nun einen gangunterschied g berechnen:

g=c*delta_t = l*v_erde^2/c^2

damit lässt sich dann die anzahl der interferenzmaxima berechnen:



hier wurde für den gangunterschied g das deltazeichen gewählt!

der gangunterschied wird auch doppelt (2*delta) genommen, weil michelson und morley den versuchsaufbau um 90° kippten, um die schwankungen durch luftverwirbelungen zu minimieren. ich hab selbst ein michelson-interferometer verwendet und kann bei interesse mal bilder hochladen, was schon für verrückte entstehen, wenn ich nur meine warme hand unter den laserstrahl halte, und dadurch fluktuationen der umgebenden luft hervorrufe. der versuchsaufbau ist sehr feinfühlig, aber gemessen wurde immer nur 1 maxima, dh komplett phasengleiche lichtstrahlen, egal ob vertikal oder horizontal. eigentlich komisch, da die genauigkeit so extrem hoch war (und immer weiter verbessert wurde!) und trotzdem nix gefunden wurde...

eine anmerkung hab ich noch: da wir gaaaanz oben davon ausgegangen sind, dass in horizontaler richtung die geschwindigkeit vom licht über der vakuumlichtgeschwindigkeit c_0 liegt, da c+v_erde> c_0, was ja gar nicht mit der SRT vereinbar ist. hat einer ne ahnung wie man das ganze dann mit deren annahmen rechnet?

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Re: Emissionsäthertheorie und MME - 1. Einleitung

von Phil am 08.01.2015 16:44

Diese Gleichung gilt für masselose Photonen.



Das ist die kinetische Energie einer bewegten Masse, nicht der Impuls. Ich weiß auch nicht, was du mit Impulssatz meinst, vielleicht den Impulserhaltungssatz?



Das ist die Dichte, in diesem Kontext die Dichte des Mediums, durch welche sich das Teilchen bewegt. Dieser Zusatz ist wichtig, das werden wir später noch sehen.

Anschließend setzt du die beiden Energien gleich, das geht aber nicht, da ein Photon keine klassische Newtonsche Bewegungsenergie hat. Die Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Frequenz wurde vorgeschlagen, aber nie beobachtet. Spätestens bei entfernten Supernovae hätte man das Phänomen zweifelsfrei messen müssen, hat man aber nicht. Alle Wellenlängen kommen gleichzeitig an.

Du hast auch gerade die die Dichte deines Mediums mit der Masse des Teilchens, welches sich hindurchbewegt, berechnet. Die Masse deines Teilchens und die Masse deines Mediums sind zwei verschiedene Größen!

In der Rechnung wurden also nicht nur Äpfel mit Birnen sondern gleich Äpfel mit Birnen und Bananen verglichen.

Re: Emissionsäthertheorie und MME - 1. Einleitung

von Slim_Jim am 08.01.2015 17:29

sorry, ich muss mich kurz selbst zitieren:

ist ja blödsinn die frage... der äther wurde ja durch die SRT wegerklärt, daher wirds keine antwort darauf geben, oder?


@wl01:
deine bsp-rechnung würde ich auch so kritisieren, wie phil. das problem ist in der physik, dass viele formelzeichen gleich aussehen, aber was ganz anderes dahinter steckt -> es gibt einfach zu wenig buchstaben... und das, obwohl wir schon das griechische alphabet komplett mitverwenden

phil meinte:

da hatta wohl recht :) ich möchte noch anmerken: man kann die dynamische masse eines photons über E=m*c^2 bestimmen und damit seinen impuls berechnen:

m_photon=E/c^2 , 

impuls p_photon ist somit p=m_photon*c= h*f/c =h/lambda (lambda ist die wellenlänge).

somit ist E_photon=p_photon*c

und diese erkenntnis ist ja gerade bei sternen wichtig, da dort der strahlungsdruck enorm wird (temperatur ist entscheidend für die spektrale verteilung der emittierten photonen und somit für den entsprechenden impuls).

hier noch eine formel, die die reduzierung der vakuumlichtgeschwindigkeit c_0 über den brechungsindex beschreibt:

c=c_0/n (hilfreich hierfür ist die dispersionskurve, zB von glas. dort sieht man gut, dass der brechungsindex größer wird, je kleiner die wellenlänge wird. da gibts interessante effekte, die dies bewirken, wie zB elektronenschwingungen in der atomhülle beim sichtbaren licht/bereich (ca. 350-770 nano-meter), ionenschwingungen im infraroten bereich (lambda größer 1µm),
 
dh, je größer n, desto kleiner ist c. oder aber n liegt zwischen 0 und 1, dann ist c>c_0 ;) und das ist nicht unmöglich !!! den bereich zu treffen, wo der brechungsindex sich "anormal" verhält. die dispersionstheorie gibt dann auskunft, zB cauchy-gleichungen, die empirischen sellmeier-gleichungen, trude oder aber kramers-kronigrelationen... wer mehr wissen möchte kann mich gerne fragen, ich fühl mich recht sicher in den gebiet. nicht-lineare optik ist der burner macht voll spaß zB frequenzverdopplungen von laserstrahlung zu berechnen. ich finds wahnsinn was man licht alles machen kann!

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

Re: Emissionsäthertheorie und MME

von Detlef am 08.01.2015 19:54

Hallo Jim

das hast du in deinem anschließenden Beitrag bereits geklärt. Wir kommen für den horizontalen Arm bei der Äthertheorie zum gleichen Ergebnis.
Der Unterschied besteht darin, dass du einen Ätherwind angenommen hast und die Erde ruht.
Bei mir bewegt sich die Erde einschließlich der fest mit der Erde verbundenen Apparatur mit v = 30 km/s gegenüber dem ruhenden Äther. Dass sich die Erde bewegt, entspricht der Realität und das kann ich mir auch besser vorstellen. Ob der Äther tatsächlich ruht oder sich bewegt, wissen wir nicht. Das sollte ja durch das Experiment ermittelt werden.

Das Koordinatensystem wird so auf die Erde gelegt, dass die x-Achse in Richtung v zeigt. Der Nullpunkt befindet sich auf dem halbdurchlässigen Spiegel und zwar in dem Punkt, in dem sich der Lichtstrahl teilt. Dieses Koordinatensystem wird zum Zeitpunkt t = 0 eingefroren, ist also fest zum ruhenden Äther.

In der Äthertheorie bewegt sich der Lichtstrahl nachdem er die Quelle verlassen hat, immer geradlinig und mit der konstanten
Geschwindigkeit c.

Während der Lichtstrahl 1 sich in horizontaler Richtung mit c bewegt, vergeht die Zeit tH1. In dieser Zeit hat sich aber
der Spiegel 1 um die Strecke x1 = v * tH1 weiterbewegt. Diese Strecke muss das Licht zusätzlich zurücklegen, also

tH1 = (s + x1) / c

x1 wird eingesetzt und nach tH1 umgeformt

tH1 = s / (c - v)

Analoges gilt für die andere Richtung:

tH2 = s / (c + v)

und in der Summe (c2, v2 = Quadrate von c und v):

tH = 2 * s * c / (c2 - v2)

Das entspricht exakt deinem Ergebnis.



Bei der Emissionstheorie übernimmt der Lichtstrahl 1 in x-Richtung die Lichtgeschwindigkeit c0 und zusätzlich die Geschwindigkeit der Quelle (des halbdurchlässigen Spiegels), die gleich der Erdgeschwindigkeit v ist. Dann ergibt sich

x1 = v * tH1

genauso wie bei der Äthertheorie. Für tH1 erhält man

tH1 = (s + x1) / c

c ist aber diesmal c = c0 + v

Durch Einsetzen und Umformen erhält man

tH1 = s / c0

und in der Gegenrichtung

tH2 = s / c0

so dass

tH = 2 * s / c0

ist.