Majkelson-Morlijev eksperiment

1. Majkelson-Morlijeveksperiment

2. Majkelson - Morlijeveksperiment je eksperimentkojisu 1887. godineizveli Albert MajklsoniEdvard Morli, kako bi potvrdilipostojanjeiopisalisvojstvaetra. Naime, smatralo se dasvetlostputujejednimmedijumomtzv. etromkaoštozvukputujevazduhom.

3. ETAR Mnogo pre negošto je brzinasvetlostipreciznoizmerenabilo je poznatoda je zaposmatranjemehaničkihtalasapotrebnanekasredinakrozkoju bi oniputovali.Sredinom 19. veka smatralo se da je za prostiranje svetlosti takođe potrebna nekakva sredina, sa elastičnim svojstvima, kroz koju bi se ona kretala.

4. ETAR Ta sredina dobila je naziv etar. Smatralo se da on ispunjava sav vasionski prostor. 1881. godine Albert Majkelsonpokušao je daizmeribrzinuZemlje u odnosunaetarčime bi potvrdiopostojanjeistog.

5. ETAR Usled toga što se Zemljakrećekrozsvemir okonjemorapostojatitzv. Etarski vetar.

6. ETAR Ako se uzmedaetarmirujemerenjembrzineetarskogvetramogla bi se izmeritiapsolutnabrzinaZemlje. IzračunavanjemapsolutnebrzineZemljebilo bi dokazanopostojanjeetra. OvajeksperimentMajkelsonponavlja 1887. godine, ovaj put radećizajednosaEdvardomMorlijem.

7. EKSPERIMENT Cilj ekperimenta je bio da se odredi brzina Zemlje u odnosu na etar. Za ovaj eksperiment korišćen je uređaj danas poznat pod nazivom Majkelsonov interferometar.

8. EKSPERIMENT Taj uređaj sastoji se iz dve cevi postavljene pod pravim uglom jedna u odnosu na drugu. U preseku tih cevi, pod uglom od 45° u odnosu na snopove svetlosti koji dolaze iz izvora (RS), nalazi se polupropusna, posrebrena ploča (BS). Na krajevima cevi su dva ogledala (M1 i M2). U teleskopu (T) osmatra se interferencija svetlosti.Snopsvetlosti deli se naploči BS nadvasnopa, koja se daljekreću ka ogledalima M1i M2, nakonrefleksijeodistih, opetdolaze do ploče, združuju se ikreću ka teleskopu T. U teleskopu se posmatrajuinterferencioneprugeinjihoveventulanipomak.

9. EKSPERIMENT Snop svetlosti koja pada na ogledalo M2 u pravcu je kretanja Zemlje, drugi snop koji pada na ogledalo M1, normalan je na taj pravac. Rastojanja od ploče BS do ogledala M1 i M2 su jednaka i iznose L. Za vreme dok svetlost pređe put od ploče do ogledala M2 i nazad, ceo sistem se pomeri usled kretanja Zemlje u odnosu na etar.

10. EKSPERIMENT Dok svetlosni snop iz tačke A preko ogledala M1 stigne u tačku A’, ploča BS pomeri se iz tačke A u tačku A‘. Rastojanje koje svetlost pređe je AM1+A‘M1=2a, brzinom c (c - brzina svetlosti u vakumu), za isto to vreme ceo uređaj pređe rastojanje AA‘=2b, brzinom v (v - brzina Zemlje u odnosu na etar). Iz toga sledi: t1=2a/c=2b/v Pored toga je: a2 =L2 + b 2

11. EKSPERIMENT Drugisnopsvetlostiprolazikrozploču BS ikreće se ka ogledalu M2. Svetlostprelazirastojanje do ogledala AM2‘ inazad do pločerastojanje A‘M2‘. Dok se snopsvetlostikretaoodploče BS do ogledala M2ono se pomerilo u položaj M2‘ zarastojanje d, a ploča se izpolažaja A pomerila u položaj A‘ zarastojanje 2b. Iz prethodne dve jednačine dobija se dužina puta S1 koji pređe prvi snop svetlosti od tačke A do ogledala M1 i nazad do tačke A‘ :

12. Ukupni put koji drugi snop pređe je S2=AM2‘A‘ brzinom c, a za isto vreme ploča BS brzinom v pređe put AA‘=2b pa je: EKSPERIMENT Iz ove tri jednačine dobija se dužina puta koji pređe drugi snop svetlosti: Ukupan put koji drugi snop pređe pre nego što se susretne sa prvim snopom iznosi: S2 = 2( L + d ) - 2b Vreme za koje drugi snop svetlosti pređe rastojenje L+d, brzinom c, jednako je vremenu za koje ogledalo M2 pređe rastojanje d, pa važi ova relacija:

13. EKSPERIMENT Potom uređaj je zarotiran za 90° oko svoje vertikalne ose. Ovo je učinjeno da bi se uočila eventulni pomeraj između interferencionih prugi. Majkelson i Morli izračunali su da će pomeraj među snopovima biti: Razlikaputeva ova dvasnopakojainterferiraju je:

14. EKSPERIMENT Dakle, ako se uređaj zarotira za 90° dobija se ista veličina pomeraj, ali suprotnog znaka (ovo je trebalo i eksperimentalno potvrditi): Veličina pomeraja između interferencionih pruga trebala je biti lako merljiva jer je interferometar bio opremljen tako da je mogao utvrditi i pomeraje koji su bili i trideset puta manji. Ipak i pored toga dobijen je nulti rezultat. Nije uočen pomeraj između interferencionih pruga.

15. ZAKLJUČAK Majkelson i Morli su, kako bi dokazali postojanje etra, zamislili da izmere brzinu Zemlje u odnosu na etar. Zato su svetlost uputili u dva snopa, smatrajući, da će pomoću interferometra otkriti razliku u brzini svetlosti. Međutim, kako je rezultat eksperimenta bio da nema razlike u brzini svetlosti, to je značilo da nema ni etra. Ovaj eksperiment u potpunosti je objašnjen tek pomoćuAjnštajnoveSpecijalne teorije relativnosti1905. godine, u kojoj se pretpostavlja da brzina svetlosti ne zavisi od referentnog sistema iz kojeg je posmatramo.

16. KRAJ BiljanaRaković IV-6