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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 26
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 Dr. Bob! Verfasst am: 28. Nov 2012 20:29 Titel: schwerwiegendes Logikproblem im Michelson-Morley Experiment |
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Hallo Community,
mir ist bezüglich des Michelson-Morley Experimentes eine Unstimmigkeit aufgefallen, welche keines meiner Physik Bücher zufridenstellend aufklärt.
Mein Leherer gab mir dazu, wie sich herausstellte, eine völlig falsche Antwort.
Ich weise daraufhin, dass es sich hier um ein auch in der heutigen Zeit noch vorhandenes Missverständnis handelt!
Grundvorraussetzung: Der Äther bewegt sich, und das hat unser Lehrer uns falsch erklärt, relativ zur Erde. Der Äther wird nicht von der Erde Mitgeführt. Dies wurde schon 1725 durch die Abberation der Sterne belegt. Da das Michelson-Morley Experiment 1887 stattgefunden hat, sollte dieser Fakt bekannt gewesen sein.
Nun zu dem Problem:
Zur Vereinfachung angenommen: Der Äther befindet sich in Ruhe und unterliegt keinen durch die Erdmasse bewirkten Wirbeln.
Wenn sich also das Licht im Äther ausbreitet, während die Erde sich durch ihn hindurch bewegt, dann legt das Licht, welches orthogonal zur Erdbewegung verläuft, keine längere Strecke zurück als Licht, welches parallel zur Erdbewegung verläuft!!
In den Büchern wird davon ausgegangen, der orthogonale (ich sage auch nordwärts gehende)Lichtstrahl bewege sich mit der Erdbewung und laufe entlang der Hypothenusen eines Dreiecks.
Die Strecke entlang der Hypothenusen setzt allerdings vorraus, dass er der Erdbewegung folgt.
Dies ist falsch, da der Lichstrahl sich nicht mit der Erde fortbewegt.
Wäre die Erde schneller, dann würde der nordwärts gehende Lichtstrahl den Spiegel nicht erreichen, da er einfach nordwärts an ihm vorbeiflöge. Die Lichtstrecke im Äther ist nordwärts sowie ostwärts dieselbe.
Die erwarteten Laufzeitunterschiede lassen sich nicht auf unterschiedliche Strecken, sondern auf unterschiedliche Geschwindigkeiten innerhalb des Inertialsystems der Versuchsanordnung zurückführen.
Das letztendlich gar keine Laufzeitunterschiede vorhanden sind, ist mir bewusst. Es geht mir hier nur um die Logik, welche hinter dem Versuch stand und anscheinend völlig falsch gelehrt wird.
Ich bitte hierzu nur fachlich kompetente Antworten zu geben. ich betone: Der Sachverhalt wird selbst in den Lehrbüchern uneindeutig klargestellt. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 28. Nov 2012 20:53 Titel: Re: schwerwiegendes Logikproblem im Michelson-Morley Experim |
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| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Wenn sich also das Licht im Äther ausbreitet, während die Erde sich durch ihn hindurch bewegt, dann legt das Licht, welches orthogonal zur Erdbewegung verläuft, keine längere Strecke zurück als Licht, welches parallel zur Erdbewegung verläuft!! |
Theoretisch würde es das tun, aber im mitbewegten Interferometer hat es dazu keine Gelegenheit. Da ist es in unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich lange unterwegs und legt deshalb auch entsprechend unterschiedlich lange Strecken zurück. Da das Experiment aber nicht im Ruhesystem des Äthers ausgewertet wird, spielt das keine Rolle. Michelson und Moreley haben erwartet, dass sich die Geschwindigkeit des Lichtes im Ruhesystem des Interferometers gemäß Galilei-Transformation additiv aus seiner Relativgeschwindigkeit zum Äther und der Geschwindigkeit des Äthers selbst zusammensetzt. Damit hätte sie eine Richtungsabhängigkeit aufweisen müssen, aus der man die geschwindigkeit des Ätherweinses berechnen kann. |
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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 26
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| Dr. Bob! Verfasst am: 28. Nov 2012 21:59 Titel: |
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Ah!
Ich glaube ich habe deine Antwort verstanden.
Das bedeutet also im Inertialsystem Äther sind die Lichtwege gleich, im Inertialsystem Versuchsanordnung allerdings nicht, da sich das Interferometer relativ zum Lichstrahl bewegt. Dann ist Max Borns Satz
im Buch "Die Relativitätstheorie Einsteins" aber trotzdem falsch:
Er sagt im Bezug auf den orthogonalen Lichstrahl:,, Während das Licht von A (halbdurchl. Spiegel) nach B (nördlicher Spiegel) läuft, hat sich die Erde ein Stück vorwärts bewegt, so daß der Punkt B an die Stelle B' des Äthers gelangt ist. Der wahre Weg des Lichtes im Äther ist also AB' [...]"
nach diesem Satz ist der Lichstrahl ein träger Fußball, der sich so verhält als würde auf eine schräge Platte geschossen werden. |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 28. Nov 2012 22:03 Titel: |
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Und wenn man annimmt, dass so ein hypotetischer Äther mit (Lichtgeschwindigkeit ?) unseren Raum zu 90° durchdringt?(Wir wissen, dass das Universum tatsächlich sich ausdehnt, und diese Ausdehnung kann(muss nicht) im schon vorhandenen "Äther" stattfinden).
Wie sollen wir dann diesen potenziellen Träger EM Strahlung nachweisen oder widerlegen?
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen.
Zuletzt bearbeitet von D2 am 28. Nov 2012 23:55, insgesamt einmal bearbeitet |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 28. Nov 2012 22:12 Titel: |
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| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Ich glaube ich habe deine Antwort verstanden. |
Nein, ich fürchte nicht.
| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | nach diesem Satz ist der Lichstrahl ein träger Fußball, der sich so verhält als würde auf eine schräge Platte geschossen werden. |
Das trifft es ganz gut. Entscheidend ist dabei, dass sich die Platte bewegt. Je nachdem, ob sie sich auf den Abschussort zu oder von ihm weg bewegt, muss der Ball einen kürzeren oder längeren Weg zurücklegen und bewegt sich im Ruhesystem der Platte entsprechend schneller oder langsamer und das kann man messen. |
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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
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| Dr. Bob! Verfasst am: 29. Nov 2012 22:13 Titel: |
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Ne, das fürchte ich nicht.
Die Lichtwelle ist doch von keiner Trägheit betroffen! Es gibt weder Gravitation, noch eine andere Kraft, die auf es wirken könnte. Somit bereitet es sich völlig geradlinig aus.
Aber ich habe Borns Satz nochmal überdacht und mir ist aufgefallen, dass man ihn eigentlich in zwei Weisen interpretieren könnte.
1: Der Spiegel bewegt sich von B nach B' und der Lichtstrahl folgt dieser Bewegung.
Er legt einen nordöstlichen Weg durch den Äther zurück, was dem Fußballbeispiel entspräche und somit falsch ist.
2: Der Teil des Spiegels, welcher vorher als B bezeichnet wurde, wandert relativ zum Äther nach Westen. Somit trifft der Lichtstrahl auf eine etwas weiter hinten gelegenen Abschnitt auf dem Spiegel, welcher als B' bezeichnet wird. Der Lichtstrahl legt somit im Inertialsystem der Versuchsanordnung ebenfalls eine nordwestliche-gerichtete Strecke zurück. ABER NICHT IM ÄTHER!
Ich denke Nr. 2 ist die richtige Interpretation.
Dort liegt der weit verbreitete Fehler. Die meisten Leute denken, der Lichtstrahl legt wirklich eine nordwestliche Bewegung zurück. Jedoch ist dies nur aus Sicht des Intertialsystems der Versuchanordnung richtig.
Dieser Zusatzinformation fehlt somit in vielen Schulbüchern. |
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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
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| Dr. Bob! Verfasst am: 30. Nov 2012 23:41 Titel: |
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Ich hab mal folgendes Bild gefertigt zum Lichtweg gefertigt. Vielleicht könnt ihr da mehr mit anfangen 
http://www.abload.de/img/michelson-morley-expecno28.jpg
Wiegesagt:
im Äther sind die zurückgelegten Strecken gleich.
Erst durch Relativbewegung der Erde zum Äther entstehen die Streckendifferenzen. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 01. Dez 2012 12:30 Titel: |
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| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Die Lichtwelle ist doch von keiner Trägheit betroffen! |
Die Impulserhaltung macht keine Ausnahmen - auch nicht für Photonen.
| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Es gibt weder Gravitation, noch eine andere Kraft, die auf es wirken könnte. Somit bereitet es sich völlig geradlinig aus. |
Dasselbe gilt für den Ball.
| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | 1: Der Spiegel bewegt sich von B nach B' und der Lichtstrahl folgt dieser Bewegung. Er legt einen nordöstlichen Weg durch den Äther zurück, was dem Fußballbeispiel entspräche und somit falsch ist. |
Bis auf die Behauptung, dass das falsch sei, ist das korrekt. |
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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
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| Dr. Bob! Verfasst am: 01. Dez 2012 15:59 Titel: |
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Die Bewegung durch den Äther ist nicht nordöstlich! Sie sieht nur nordöstlich aus, weil sich die Versuchsanordnung an ihr vorbeibewegt. Wenn du nicht auf der Erde stehen würdest, sondern im Äther, dann wäre der Lichtweg keineswegs schräg, sondern gerade nach Norden gerichtet.
(Jetzt mal von einem ruhenden Äther ausgegangen.)
Wenn du im Zug sitzt und ein Gegenstand nach unten fällt, dann fliegt er im Inertialsystem des Zuges geradlinig nach unten. Wenn du aber am Bahnhof stehst und von außen beobachtest, wie der Gegensatnd nach untern fällt, dann führt er eine schräge Bewegunug durch. Es kommt wie immer auf das Inertialsystem des Beobachters an, welche Bewegung das Photon durchführt.
Das es solche Probleme bereitet..... |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 01. Dez 2012 19:39 Titel: |
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| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Wenn du nicht auf der Erde stehen würdest, sondern im Äther, dann wäre der Lichtweg keineswegs schräg, sondern gerade nach Norden gerichtet. |
Es ist genau umgekehrt. Die Versuchsanordnung ist so konstruiert, dass sich das Licht entlang der Arme des Interferometers bewegt. Wenn einer davon Richtung Norden zeigt, dann bewegt sich das Licht im Ruhesystem der Erde auch nach Norden. In einem relativ zum Interferometer bewegten Äther würde es dagegen schräg laufen.
| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Wenn du im Zug sitzt und ein Gegenstand nach unten fällt, dann fliegt er im Inertialsystem des Zuges geradlinig nach unten. |
Das entspricht dem Ruhesystem des Interferometers.
| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Wenn du aber am Bahnhof stehst und von außen beobachtest, wie der Gegensatnd nach untern fällt, dann führt er eine schräge Bewegunug durch. |
Das entspricht dem Ruhesystem des Äthers. Der Unterschied besteht nur darin, dass die Lichtgeschwindigkeit im Äthersystems in alle Richtungen gleich groß ist. |
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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
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| Dr. Bob! Verfasst am: 02. Dez 2012 00:32 Titel: |
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Ich bin mir nicht sicher wer hier das Verständnisproblem hat.
Ok, mein Beispiel war ein bisschen schlecht gewählt, aber ich kann das wieder geradebiegen:
Wenn du also im Zug ein Ball nach oben wirfst, dann würde dieser eine geradlinige Bewegung ausführen. Dies gilt verdammtnochmal nicht für Photonen, welche sich im unbewegten Inertialsystem ausbreiten.
Würde sich der Ball also im unbewegten Inertialsystem ausbreiten (so wie ein Photon in der Äthertheorie), dann vollführte er eine parabelförmige Bewegung im Zug.
Versuch mal die klassische Vorstellung von Inertialsystemen zu vergessen und dir vorzustellen, was ich gerade gesagt habe.
Ich glaube da liegt nämlich der Denkfehler den viele Leute machen. Du kannst das Licht in der Äthertheorie nicht mit bewegten Objekten in der Mechanik vergleichen. Dem Ball ist nämlich egal, wo er seine Bewegung ausführt. Das Licht allerdings geht nur durch den ruhenden Äther. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 02. Dez 2012 00:55 Titel: |
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| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Wenn du also im Zug ein Ball nach oben wirfst, dann würde dieser eine geradlinige Bewegung ausführen. Dies gilt verdammtnochmal nicht für Photonen, welche sich im unbewegten Inertialsystem ausbreiten. |
Photonen breiten sich in Inertialsystemen nur dann nicht geradlinig aus, wenn sich auf ihrem Weg der Brechungsindex ändert und sowas solltest Du besser vernachlässigen.
| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Würde sich der Ball also im unbewegten Inertialsystem ausbreiten (so wie ein Photon in der Äthertheorie), dann vollführte er eine parabelförmige Bewegung im Zug. |
Auch Gravitation und sonstige Kräfte sollten wir lieber aus dem Spiel lassen.
| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | | Du kannst das Licht in der Äthertheorie nicht mit bewegten Objekten in der Mechanik vergleichen. |
Aber natürlich kann ich das. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Betrag der Lichtgeschwindigkeit in einem bestimmten Inertialsystem immer denselben Wert hat. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18087
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 10:51 Titel: |
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Dr. Bob: lass' doch mal Gravitationseffekte aus dem Spiel.
Ein Inertialsystem ist gerade so definiert, dass sich in ihm kräftefreie Körper geradlinig, unbeschleunigt bewegen. D.h. kräftefreie Körper (Photonen, Bälle, ...) bewegen sich in allen Inertialsystemen geradlinig und unbeschleunigt.
Jetzt könntest du die Gravitation wieder zulassen Die Tatsache, dass sich der Ball bezogen auf die Erdoberfläche oder einen Zug nicht geradlinig bewegt (wegen der Gravitation) besagt nun gerade, dass Erdoberfläche und Zug gerade keine (gemäß der ART verallgemeinerte) Inertialsysteme definieren.
Witzigerweise ist es gerade der Ball selbst, der (gemäß der ART) ein Inertialsystem definiert.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Dr. Bob!
Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 26
Wohnort: Berlin
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| Dr. Bob! Verfasst am: 02. Dez 2012 12:33 Titel: |
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DrStupid du verstehst meine Aussagen falsch.
TomS ich habe ganz am Anfang gesagt, die Lichtwellen sind ebend von keinen Kräften betroffen, weshalb sie sich nicht mit einem Fußball vergleichen lassen, der durch Gravitation abgelenkt wird, wenn er auf eine Schräge Platte trifft (s. Seite 1).
(Der Vergleich mit dem Ball diente nur der Anschauung und beinhaltete keine wissenschaftliche Wahrheit)
Jetzt nehmt mal bitte zu Folgendem Stellung (Das Ballbeispiel lassen wir mal raus, es stiftet mehr Verwirrung als das es hilft):
Die Lichtwelle trifft auf den halbd. Spiegel und wird im 90° Winkel nach Norden abgelenkt. Die Bewegung im Äther ist also geradewegs nach Norden.
Die Bewegung im Versuchssystem ist allerdings nicht geradewegs nach Norden, dort ist sie nordöstlich. Was darauf zurückzuführen ist, dass es sich an der Lichtwelle vorbeibewegt. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 02. Dez 2012 21:38 Titel: |
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| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | Die Lichtwelle trifft auf den halbd. Spiegel und wird im 90° Winkel nach Norden abgelenkt. Die Bewegung im Äther ist also geradewegs nach Norden.
Die Bewegung im Versuchssystem ist allerdings nicht geradewegs nach Norden, dort ist sie nordöstlich. Was darauf zurückzuführen ist, dass es sich an der Lichtwelle vorbeibewegt. |
Das ergibt keinen Sinn. Es ist genau umgekehrt. Der Strahl wird im Ruhesystem der Versuchsanordnung um 90° abgelenkt. Das ist durch durch ihre Konstruktion vorgegeben. Beim Wechsel in das Ruhesystem eines relativ zur Versuchsanordnung bewegten Lichtäthers ändert sich dieser Winkel in Abhängigkeit von Richtung und Betrag der Relativgeschwindigkeit. |
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Jugernaut
Anmeldungsdatum: 07.06.2016
Beiträge: 2
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| Jugernaut Verfasst am: 07. Jun 2016 12:11 Titel: MMX - Northbound light ray - 90 degrees north and south |
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| Zitat: | Dr. Bob wrote: Die Lichtwelle trifft auf den halbd. Spiegel und wird im 90° Winkel nach Norden abgelenkt. Die Bewegung im Äther ist also geradewegs nach Norden.
Die Bewegung im Versuchssystem ist allerdings nicht geradewegs nach Norden, dort ist sie nordöstlich. Was darauf zurückzuführen ist, dass es sich an der Lichtwelle vorbeibewegt.
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Dr. Bob, sorry, that I am responding to you in English.
But you are right and Michelson observed this is as "aberration" (aka tilting of the telescope). See his original diagram in the link below. The dotted line, ab1, is the path of light in the stationary ether. This is the north path you're referring to. The north eastern path that Michelson drew is an "aberration path" aka false paths.
Aberration is essentially the tilting of the telescope and then drawing a (dotted) line backwards, after the light has reached the eye piece at the bottom of the telescope. Notice Michelson's telescope in the diagram? He drew it to show that he is referring to "aberration" (aka tilting of the telescope).
Michelson's north eastern path and its reflection back (aba1) is a false path, drawn backwards, after the light has reached the bottom of the telescope. Many don't notice the telescope in the apparatus and get confused as to what the path aba1, actually means. It's a false path, denoting aberration, given by the angle "a" via tan(90-a)=v/c.
http://1.bp.blogspot.com/-IBhFqUEDDBM/UrO5W5NTM0I/AAAAAAAAFMQ/voaeygfhxGA/s1600/mmx_aberration_1.png
Another thing worth mentioning about the Michelson Morley expt is that he wrote two papers about it. One in 1881 and the other in 1887. In the first paper, he assumed, "aberration" to be axiomatic, meaning the northbound ray of light will travel at 90 degrees and return at 90 degrees, meaning its transit time is: 2D/c.
But in 1887, Michelson changed his northbound transit time per Lorentz' 1892 paper and M A Potier's suggestion. These are Michelson's words: "It may be mentioned here that the error was pointed out-to the author of the former paper by M. A. Potier, of Paris, in the winter of 1881."
While Michelson admits it as an error, one has to note that he was not wrong about the northbound transit time in his 1881 paper, because he observed "aberration angles" meaning the northbound ray of light will not return to the same point on the splitter causing the effect that you drew in the link below.
http://www.abload.de/img/michelson-morley-expecno28.jpg
Michelson observed this very effect and called it a secord order effect. Here's how Michelson wrote about it: "It may be remarked that the rays ba/ and ca/, do not now meet exactly in the same point a/, though the difference is of the second order;".
This is why Michelson wrote that his experiment proved Lorentz' theory wrong (in the context of the northbound light ray). Here's how he stated it: "If now it were legitimate to conclude from the present work that the ether is at rest with regard to the earth's surface, according to Lorentz there could not be a velocity potential, and his own theory also fails."
And these are his conclusionary remarks on his experiment: "It is obvious from what has gone before that it would be hopeless to attempt to solve the question of the motion of the solar system by observations of optical phenomena at the surface of the earth."
Yes, Michelson was trying to determine the velocity of our "sun". Back in his days no one knew how fast our sun was moving relative to a stationary coordinate system (aka ether).
PS. If you're interested you can also read a blog article I wrote about the Michelson Morley experiment with an animation and why the animation is not in accordance with Michelson's papers.
http://johnyjagannath.blogspot.in/2012/08/michelson-morley-experiment.html |
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Jugernaut
Anmeldungsdatum: 07.06.2016
Beiträge: 2
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| Jugernaut Verfasst am: 10. Jun 2016 11:16 Titel: Max Born - Misrepresents Michelson's Expt |
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| Dr. Bob! hat Folgendes geschrieben: | im Buch "Die Relativitätstheorie Einsteins" aber trotzdem falsch:
Whilst the light passes from ,
A to B, the earth moves a
short distance forward so that
the point B arrives at the point
B' of the ether. Thus the true
path of the light in the ether
is AB',
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Dr. Bob, I looked up Max Born's take on the MMX. He misrepresents, Michelson's 1887 diagram. The path, AB` is an "aberration", i.e., a false path. The true path of the northbound light ray is 90 degrees up and down, shown in Michelson's 1887 diagram by a dotted line, ab1.
http://1.bp.blogspot.com/-IBhFqUEDDBM/UrO5W5NTM0I/AAAAAAAAFMQ/voaeygfhxGA/s1600/mmx_aberration_1.png
There is absolutely no scope for the Pythagoras Theorem to be applied to the northbound ray of light.
Also, Max Born's conclusion of the MMX is really weird. It has nothing to do with the determination of the "velocity of our solar system".
Here's how Max Born concluded (and it's a downright misrepresentation of Michelson's experiment).
"From this we must conclude that the ether wind
does not exist. The velocity of light is not influenced by the
motion of the earth even to the extent involving quantities of
the second order."
Here's how Michelson concluded:
"It is obvious from what has gone before that it would be hopeless to attempt to solve the question of the motion of the solar system by observations of optical phenomena at the surface of the earth."
PS. I am sort of dumbfounded by Max Born's conclusion. What a colossal misrepresentation! |
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