Michelson und Moreley

Simulation des Experimentes von Michelson in Moreley
[br][br]Im Jahr 1881 hat Michelson das folgende Experiment zum[br]ersten Mal durchgeführt. Später, im Jahr 1887, hat er das gleiche Experiment in[br]verfeinerter Form noch einmal, gemeinsam mit Moreley durchgeführt.[br][br][br]Man hatte damals die Vorstellung, dass sich Licht, genau wie[br]Schall und Wasserwellen, in einem Medium ausbreiten.[br][br][br]Schall breitet sich im Medium Luft aus. Die Geschwindigkeit[br]des Schalls in Luft beträgt etwa 330 m/s.[br][br][br]Bewegt sich die Luft bei einem Sturm in eine Richtung, so[br]bewegt sich auch der Schall in diese Richtung schneller. In die[br]entgegengesetzte Richtung breitet sich der Schall langsamer aus. Die[br]Geschwindigkeit des Schalls und die Geschwindigkeit des Sturms überlagern sich.[br][br][br]Zunächst sehen Sie, wie sich der Schall ohne Wind[br]ausbreitet.[br][br][br]Die Ausbreitung des Schalls wird durch bewegte Punkte[br]dargestellt.[br][br][br][br][br]
[br][br]In der nächsten Darstellung kommt Wind hinzu.[br][br][br]Außerdem befinden sich 4 Personen, jeweils im Abstand von 1[br]km entfernt von der Schallquelle.[br][br][br]Mit dem Schieberegler w können Sie die Geschwindigkeit des[br]Windes einstellen.[br][br][br]Die Bewegung des Windes wird durch vertikale hellblaue,[br]gestrichelte Linien dargestellt.[br][br][br]Wenn der Schall die Personen erreicht hat, wird die Laufzeit[br]der Schallwelle angezeigt.[br][br][br]
[br][br]In der Animation konnten sie beobachten, dass der Schall[br]sich in Windrichtung schneller ausbreitet.[br][br][br]Diese Beobachtung kann man in der Natur tatsächlich[br]durchführen.[br][br][br]
[br][br]So ähnlich hat man sich die Situation beim Licht auch vorgestellt.[br]Allerdings braucht Licht für die Ausbreitung keine Luft. Das wusste man damals[br]auch schon, denn ansonsten könnte man die Sterne am Himmel nicht sehen.[br][br][br]Deshalb hat man sich vorgestellt, dass das gesamte Universum[br]mit einem Medium gefüllt ist. Dieses Medium nannte man Äther. Da sich auch auf[br]der Erde das Licht ausbreitet, sollte sich der Äther auch auf der Erde[br]befinden.[br][br][br]Die Erde bewegt sich um die Sonne, die Sonne kreist um das[br]Zentrum der Galaxie. Die Erde bewegt sich also ständig und müsste sich auch[br]relativ zum Äther bewegen. Das entspricht der Situation beim Schall: den[br]bewegten Äther kann man sich als Wind vorstellen. Deshalb müsste die[br]Geschwindigkeit des Lichtes in verschiedenen Richtungen unterschiedlich sein.[br][br][br]Ein „Mitreißen“ des Äthers durch die Bewegung der Erde kann[br]es nicht geben, denn sonst müssten sich die Positionen der Sterne verändern.[br][br][br]Michelson und Moreley wollten nun die Geschwindigkeit des[br]Täters messen. Eine genaue Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit auf der Erde war[br]zur damaligen Zeit recht schwierig. Man kannte nur einen ungefähren Wert.[br][br][br]Michelson und Moreley hatten aber eine Idee, wie man den[br]Geschwindigkeitsunterschied zwischen 2 Ausbreitungsrichtungen messen kann.[br][br][br]Die folgende Simulation zeigt den Aufbau des Experimentes.[br]Am. „Start“ befindet sich eine Lichtquelle. Das Licht wird durch einen bewegten[br]Punkt dargestellt. [br][br][br]Das Licht trifft auf einen halbdurchlässigen Spiegel. Ein[br]Teil des Lichtes wird reflektiert, ein anderer Teil des Lichtes durchquert den[br]halbdurchlässigen Spiegel. An 2 weiteren Spiegeln wird das Licht reflektiert.[br]Ein Teil des lichtes bewegt sich nun horizontal, ein anderer Teil des lichtes[br]bewegt sich vertikal. Das bedeutet, dass sich die beiden aufgeteilten Anteile[br]des lichtes unterschiedlich zur Bewegungsrichtung des Täters bewegen.[br][br][br]Zunächst justiert man den oberen Spiegel mithilfe der[br]Schieberegler „Grobjustierung“ und „Feinjustierung“ so, dass die beiden[br]Lichtanteile gleichzeitig am Detektor ankommen.[br][br][br]Michelson und Moreley haben anschließend die gesamte[br]Apparatur um 90° gedreht. In der Simulation kann die Bewegungsrichtung des[br]Täters um 90° gedreht werden.[br][br][br]Wenn die Vorstellung richtig ist, dass sich das Licht in[br]unterschiedliche Richtungen unterschiedlich schnell ausbreitet, müsste man nun[br]einen Zeitunterschied messen, so wie es die Simulation zeigt.[br][br][br]Tatsächlich haben Michelson und Moreley aber keinen[br]Zeitunterschied messen können. Das Licht breitet sich in jede Richtung stets[br]mit der gleichen Geschwindigkeit aus, unabhängig davon ob man sich relativ zur[br]Lichtquelle bewegt oder nicht.[br][br][br]

Informace: Michelson und Moreley