četvrtak, 17. siječnja 2013.

Majkelson-Morlijev Eksperiment

Bez obzira na sve neuspehe u pokušaju detekcije etera niko nije dovodio u sumnju
njegovo postojanje. Svi su smatrali da potreban mnogo osetljiviji eksperiment. Takav
eksperiment zamislili su i izveli Majkelson i Morli 1881. godine.
Eksperiment koji su Majkleson i Morli izveli zasnivao se na vrlo jednostavnom principu.
Ako bi smo zamislili takmicenje dva identicna aviona. Neka ta dva aviona istovremeno krenu iz tacke A, jedan ka tacki B a drugi ka tacki C (vidi sliku).
Prvi avion treba da leti na sevjer do tacke B a zatim nazad na jug do tacke A, a drugi na istok do tacke C a zatim nazad u pravcu zapada do tacke A. Prijetpostavicemo još da se tacke B i C nalaze na
istom rastojanju od A i neka to rastojanje iznosi 800 km. Ako bi maksimalna brzina oba
aviona bila 1600 km/h i ako nema vetra lako je zakljuciti da ce trka završiti za jedan sat,
nerešenim rezultatom.
Ako bi sada prijetpostavili duva vetar sa istoka ka zapadu brzinom od 160 km/h, trka se
ne bi završila bez pobednika, a pobednik bi bio prvi avion. Prvi avion bi pobedio iz razloga
što bi drugom avionu vetar koji duva "u lice" dopustio da
se krece brzinom od 1440 km/h jer se njegova maksimalna
brzina od 1600 km/h odnosi na miran vazduh. U povratku
bi drugi avion imao vetar "u leda" i njegova brzina bi sada
bila 1760 km/h, ali kako više vremena provodi krecuci se
manjom brzinom njegova prosecna brzina bi bila manja od
prvog aviona. Naravno, i prvi avion tokom cijelog puta ima
bocni vetar koji malo skrece avion da bi kompenzovao
uticaj vetra, pa vetar i ovde dovodi do usporenja, pa i prvi
avion ima prosecnu brzinu nešto manju od 1600 km/h, ali
vecu od drugog aviona. Ako bi se izracunala vremena
putovanja oba aviona dobija se da prvi avion završava trku
za 1h i 18 sec, a drugi za 1 h i 36 sec. Lako se zakljucuje
da u slucaju da su pravac i brzina vetra nepoznati oni
mogu da se odrede iz rezultata trke. Upravo na tom principu se zasniva i Majkleson-
Morlijev eksperiment. Umesto dva aviona Majkelson i Morli su "organizovali" trku dva
svjetlosna talasa, koji su medusobno bili normalni.
Aparatura koja je korišcena u ovom eksperimentu prikazana je na slici. Aparatura je
postavljena tako da se Zemlja krece u desno i pri tome bi trebalo da se oseti "duvanje"
eterskog vjetra. Svjetlosni talas krece od svjetlosnog izvora, udara u poluposrebreno ogledalo koje
deli talas na dva talasa podjednakog intenziteta. Talas A ide kroz poluposrebreno
ogledalo do ravnog ogledala A, a talas B se reflektuje od poluposrebrenog ogledala do
ogledala B. Ova dva pojedinacna talasa odgovaraju avionima
iz prijethodnog primera. Talas A se reflektuje od ogledala A i
vraca nazad do poluposrebrenog ogledala gde se jedna
njegova polovina reflektuje do mikroskopa (druga polovina
prolazi kroz ogledalo i vraca se do izvora ali to nema znacaja
za rezultat eksperimenta). Talas B se na identican nacin
reflektuje od ogledala B, vraca do poluposrebrenog ogledala
odakle opet jedna njegova polovina odlazi do posmatracevog
mikroskopa. Posmatrac tada registruje oba talasa u
mikroskopu i sve što sada prijeostaje je "foto-finiš". Da bi se
izvršila analiza završne pozicije i odredilo koji je talas
"pobedio" koristi se jedna pojava zapažena kod talasnog
kretanja koja se naziva interferencija. Ako dva talasa ulaze u
mikroskop (slika) i ako su njihovi trbusi i doline poravnati
(tj. talasi su u "fazi") dolazi do njihovog pojacavanja, i posmatrac ce videti svijetliji talas
od bilo kog od pojedinacnih. Ovakav rezultat se naziva konstruktivna interferencija.
Ako bi se jedan talas našao neznatno isprijed ili za drugog, posmatrac bi video nešto
tamniji talas od dolazecih. Ovakav rezultat nazvan je parcijalna interferencija. Treca
mogucnost koja moce na nastupi nazvana je destruktivna interferencija. Ovaj tip
interferencije nastaje kada se bregovi jednog talasa poklope sa dolinama drugog i tada
dolazi do medusobnog poništavanja ova dva talasa. Uredaj koji radi na principu
interferencije naziva se inteferometar. Majkelson i Morli su ocekivali da ce pod uticajem
eterskog vetra doci do pomeranja talasa A i B tako da oni više ne budu u fazi, a
posmatrac bi trebalo da vidi svjetlost slabijeg intenziteta. Majkelson i Morli su ovaj
eksperiment izvršili više puta. Ponavljali su eksperiment u razlicito doba dana, i u razlicito
doba dana i u razlicito doba godine, ali rezultati su uvijek bili identicni, eterski vetar nije
detektovan. Eksperiment Majkelsona i Morlija je kasnije ponavljan sa sve vecom
tacnošcu, ali rezultati su uvijek bili isti.
Na ovaj nacin moderna nauka je bespogovorno vjerifikovala zakljucak Majkelsona i
Morlija i sada je opšte prihvaceno da se eter ne može detektovati.

Nema komentara:

Objavi komentar