četvrtak, 17. siječnja 2013.

Majkelsonovo Precizno Mjerenje

 Sigurno najpoznatije mjerenje brzine svjetlosti izvršio je Majkelson 1926. godine.
Princip eksperimenta je slican principu koji je koristio i Fizo, sa tom razlikom što je
umesto rotirajuceg zupcanika Majkelson koristio obrtno, mnogostrano ogledalo za
sjeckanje svjetlosnog talasa u pojedinacne zrake. Mnogostrano ogledalo je bilo oblika
šestougla, a na svakoj njegovoj strani bilo je postavljeno po jedno ravno ogledalo;
ogledalo je pokretao elektromotor pa je brzina rotacije mogla precizno da se podešava.
Na pocetku eksperimenta sistem ogledala miruje. Svjetlost polazi sa sijalice, neometano
prolazi paralelno jednoj strani ogledala, stiže do udaljenog ogledala, odbija se, i vraca se
nazad istim putem do oka posmatraca. Ako se ogledalo pokrene da rotira nastupice dvije
slicne situacije kao i kod Fizovog zupcanika – ako ogledalo rotira nedovoljno brzo,
sljedeca strana ogledala nece zauzeti dobar položaj da omoguci odbijenom svjetlosnom
snopu da stigne do posmatraca, ali ako bi brzina rotacije bila dovoljna, sljedece ogledalo
bi se našlo u odgovarajucem položaju i svjetlosni zrak bi stigao do posmatraca. U slucaju
kada posmatrac uspije da vidi svjetlost koja se odbila sa udaljenog ogledala obrtno
ogledalo ostvari jednu šestinu obrta za vrijeme koje je potrebno svjetlosti da ode i vrati
se nazad. Kako je poznata brzina rotacije, i ako se odreduje vrijeme putovanja svjetlosti,
a kada su poznati vrijeme i predeni put vrlo je jednostavno odrediti i brzinu.

Majkelson je radi vece preciznosti mjerenja pored šestostranog ogledala koristio i
ogledalo sa 8, 12 i 16 strana. Sva ta ogledala bila su postavljena na planini Maunt Vilson
u Kaliforniji. Udaljeno ravno ogledalo bilo je postavljeno na planini Maunt San Antonio,
udaljenoj približno 35,5km. Iz razloga što je tacnost rezultata mnogo zavisila od tacnosti
mjerenja rastojanja izmedu ovih ogledala, Služba za obalska i geodetska premjeravanja
(U.S. Coastal and Geodetic Survey) izmjerila je to rastojanje iskljucivo za Majkelsonov
eksperiment sa greškom manjom od 5 cm. Zahvaljujuci preciznosti sa kojom je obavljana
svaka etapa eksperimenta, rezultati se mogu smatrati tacnim do malog dijela jednog procenta. Kao rezultat ovog i kasnije izvedenih eksperimenata mi danas znamo da je
brzina svjetlosti približno 300.000 km/s (ili preciznije 299.792.458 m/s).

Nema komentara:

Objavi komentar