Michelson-Morley-Experiment

Terra · Anmeldungsdatum: 15.06.2009 Beiträge: 2

Hallo,
Ich hab hier grad ein bisschen Verständnisprobleme ich hoffe mir kann da jemand helfen.

Ich hab mir jetzt die spezielle Relativitätstheorie angeschaut, rumgerechnet, und eigentlich auch begriffen.

So nun schaue ich mir heute aber den Ausgangspunkt das Michelson-Morley-Experiment nochmal genauer an. Vorher hab ich das einfach mal so hingenommen.

Kann mir mal jemand erklären warum eine Apparatur, die fest auf der Erde verankert ist, und parallel zueinander die Geschwindigkeit der Photonen misst, welche durch auf der erde fest installierte geräte abgeschossen werden, zu diesem Ergebnis führt das die Lichtgeschwindigkeit konstant ist?

Sorry aber.. die apparatur bewegt sich doch mit

wenn nun aber die Lichtgeschwindigkeit genau gemessen wird... dann heisst das

also überlichtgeschwindigkeit...

Zudem wäre das doch wenn die apparatur kleine metallkügelchen schießt genau das gleiche... die geschwindigkeit wäre konstant in beide richtungenen auch parallel... da ja das metallkügelchen schon die geschwindigkeit

hat.

Gut.. damit ist nachgewießen, dass es kein Ätherwind gibt also keine "abbremsung" aber das wäre bei einem metallkügelchen im vakuum auch so..... das heisst doch nur das der Äther bei durchquerung keinen wiederstand leistet weil er keine masse hat oder nichts was Materie beeinflusst oder Elektromagnetische wellen aber damit ist doch nicht bewießen das es ihn nicht gibt bzw auch nicht die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit???

Das soll jetzt nicht irgendeine "dagegen" Einstellugn sein aber rein logisch macht das für mich keinen Sinn

wäre sehr dankbar für Aufklärung

Vielen Danke smile

LG Terra
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dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Deine Vorstellung vom Michelson-Morley-Experiment klingt noch recht vage. Aus welcher Quelle hast du bisher versucht, dir die Details dazu anzulesen und zu verstehen?

Wenn ich das mal versuche, ganz kurz zu fassen, dann zeigt das Michelson-Morley-Experiment, dass die gemessene Geschwindigkeit von Licht bei einer Hin- und Her-Bewegung zwischen zwei Spiegeln nicht davon abhängt, in welche Richtung die Laufstrecke zwischen diesen beiden Spiegeln zeigt.

Etwas ausführlicher:

Mit den Erwartungen der klassischen Mechanik (und der Vorstellung, dass ein sogenannter Äther das Ausbreitungsmedium für Licht sei, bezüglich dessen das Licht also eine feste Ausbreitungsgeschwindigkeit habe) kommt man für das Ergebnis des Michelson-Morley-Experimentes zu der Voraussage, dass die Geschwindigkeit des Lichtes, die man misst, wenn die Laufstrecke zwischen den Spiegeln parallel zur Richtung, aus der der Ätherwind bläst, steht, größer sein sollte als die Geschwindigkeit, des Lichtes, die man misst, wenn die Laufstrecke zwischen den beiden Spiegeln senkrecht zur Richtung des Ätherwindes steht. (Denn wenn die Spiegelabstände in beiden Fällen gleich gewählt würden, dann müsste das Licht nach der klassischen Voraussage im zweiteren Fall insgesamt einen längeren Weg durch den Äther zurücklegen als im ersten Fall, das kann man sich mal gaaanz in Ruhe und ausführlich aufzeichnen und ausrechnen oder gründlich in einem Buch anschauen oder beides.)

Das Michelson-Morley-Experiment aber stellt fest, dass zwischen einem Lichtstrahl, der entlang einer Richtung hin- und herläuft und einem Lichtstrahl, der in einer Richtung senkrecht dazu hin- und herläuft, kein Geschwindigkeitsunterschied messbar ist. Und zwar egal zu welcher Tages- oder Jahreszeit. Und damit zeigt es, dass die Vorhersage der klassischen Mechanik hier nicht zutrifft und dass es keinen solchen Äther für Licht gibt.

Denn selbst wenn also bei einer Messung zufällig gerade einmal die Erde ausgerechnet genausoschnell wie der Äther genau in Richtung des Ätherwindes fliegen sollte, so dass während dieser Messung der Ätherwind also die Geschwindigkeit Null hätte (Richtung und Geschwindigkeit des Ätherwindes relativ zur Erde sind ja nicht bekannt), dann müsste ein halbes Jahr später, wenn die Erde genau in die andere Richtung fliegt, der Ätherwind mit 60 km/s "blasen" (die Bahngeschwindigkeit der Erde um die Sonne beträgt 30 km/s, und von einem Äther, der überall sein soll, würde man keineswegs erwarten, dass er sich ausgerechnet mit der Erde um die Sonne herumbewegt) und einen deutlich messbaren Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Laufstreckenrichtungen verursachen, wenn die Erwartungen der klassischen Mechanik hierfür zuträfen.

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Ätherwind hat nichts mit Abbremsen zu tun (also nichts mit dem Gedanken des Luftwiderstandes beim Luft-Wind). Der Äther der Äthertheorie ist einfach nur als Ausbreitungsmedium für Licht gemeint. (So wie Luft das Ausbreitungsmedium für Schall ist.)
Und die Bezeichnung Ätherwind hat man genommen, damit man sich die Geschwindigkeit und die Richtung, die die Erde relativ zum Äther hat, in einem einzigen anschaulichen Wort beschreiben kann.

Terra · Anmeldungsdatum: 15.06.2009 Beiträge: 2

Vielen Dank erstmal für die ausführliche Antwort.

Ich habe verschiedene Quellen in Betracht gezogen um das genauer zu verstehen. Wikipedia + http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/flashlets/mmexpt6.htm

Bei diesem Applet sieht man genau was ich meine:

1. Ein Photon wird abgeschossen
2. Es trifft auf einen halbdurchlässigen Spiegel (wird geteilt)
3. Nun hat man 2 Photonen & 2 Messstrecken (gerade + parallel)
4. die Beiden Photonen werden an verschiedenen gleich weit entfernten Spiegeln reflektiert
5. Durchqueren wieder den halbdurchlässigen Spiegel
5. Kommen zur gleichen oder zur unterschiedlichen Zeit am Detektor an.
(Je nach Ätherwind oder nicht)

So.. der Aufbau ist mir schon durchsichtig und der Sinn auch. Nun stellt sich mir aber die Frage wie dadurch bitte die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit bestätigt wird. Klar dadurch wurde falsifiziert das es einen Ätherwind gibt oder einen Äther der der Annahme entsprach. Allerdings würde dieses Experiment wie gesagt auch mit einem Stahlkügelchen funktionieren (gleichen Schritte mit Annahme das Kügelchen könnte sich am Halbdurchlässigen Spiegel teilen). Das Stahlkügelchen hätte ohne Ätherwind (Annahme:Experiment im Vakuum) auch die selbe Geschwindigkeit sei es parallel oder geradlinig geflogen. Würde es geteilt werden, dann würden beide Teile auch im selben Moment wieder am Detektor ankommen.

Das ist das was ich nicht verstehe.
Ich sehe den Bezug nicht warum sich durch dieses Experiment

1. Licht egal wer es beobachtet und wie schnell er ist immer gleich schnell ist.

2. Warum das dann bei Masse denn nicht so ist das ein stehender wie ein schnell vorbeifliegender Beobachter eine Masse mit konstanter Geschwindigkeit sehen würde. Wenn das Experiment doch genauso mit einer Masse gehen würde.

Also wo ist die rechtfertigung dieses Experiments, das dies auch bei bewegter Beobachtung für Licht gilt das es konstant in seiner Geschwindigkkeit bleibt?

wishmoep · Anmeldungsdatum: 07.09.2008 Beiträge: 1342 Wohnort: Düren, NRW

Also der Misserfolg des Experiments widerlegt im Prinzip nur die Äthertheorie (und das zwar eindeutig), und zeigt somit indirekt, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant sein muss.

Ich vermute, was deine Kritik in Punkt 2 sein soll - doch kannst du das einmal präzisieren?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

@wishmoep: Na, als Misserfolg würde ich das nicht gerade bezeichnen ;-)

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Mit deiner Beschreibung des Applets bin ich einverstanden.