tornad1
27.01.13, 07:28
Pod tym pojeciem nalezy rozumiec wielokrotnie stwierdzony doswiadczalnie brak przesuniec prazkow interefrencyjnych w interferometrze Michelsona. Z trudem udalo mi sie znalezc strone, na ktorej problem jest naswietlony w miare rzeczowo. Oto ona:
en.wikipedia.org/wiki/Michelson%E2%80%93Morley_experiment
Na rysunku 4, sa podane wzory na czasy przelotu promieni swietlnych w obu ramionach intererometru. Zatem zapraszam Czytelnikow do przestudiowania czy zapoznania sie z interferometrami a ja w tym czasie te wzory przepisze. One zostaly wyprowadzone przez Lorentza wiec nie bede go poprawial, ani tracil czasu na ich samodzielne wyprowadzenie, ktore kiedys umialem na pamiec:)
Czas przelotu promienia w ramieniu pionowym, do lusterka i z powrotem, jest rowny:
T1 = 2 L1 / (c^2 - v^2)^0.5
Czas przelotu promienia w ramieniu poziomym, tam i z powrotem, jest rowny:
T2 = L2 / (c-v) + L2 / (c+v)
We wzorach tych L1 i L2 to sa dlugosci ramion, o rownych wartosciach (po 1.2 m kazde).
c- predkosc swiatla w powietrzu, ktora przyjmuje jako rowna 299 000 000 m / sek
v - predkosc "eteru" czyli predkosc poruszania sie interferometru, rowna predkosci liniowej powierzchni Ziemi na rowniku, w nieruchomym eterze, rowna v = 465 m/sek.
W oparciu o te dane rozwiazujemy zadanie polegajace na:
- policzeniu czasow przelotu promieni swietlnych przez te dwa ramiona interferometru; T1 i T2
- obliczenie roznicy czasow tych przelotow swiatla; delta T = T2 - T1 [sek]
- obliczenie roznicy drog swiatla; delta S = delta T * c [m]
- obliczenie tejze roznicy ale wyrazonej w dlugosciach fali swiatla, w tym przypadku zoltego o dlugosci fali rownej lambda = 600 um; Delta lambda = delta S / lambda.
Ta ostatnia wartosc, bezwymiarowa, jest w istocie wielkoscia przesuniecia fazowego pomiedzy promieniami swietlnymi. Od tej watrosci zalezy obraz interferencyjny uzyskany w tym interferometrze.
I ostania czynnosc - wyciagniecie wnioskow dot ograniczonej mozliwosci tego interferometru w zakresie pomiarow "wiatru eteru" .
Zatem liczymy...
T1 = 2* 1.2 / ( 299000000^2 - 465^2 ) ^0.5 = 8.02675585251610....... e -9 [sek]
T2 = 1.2 /(299000000 - 465) + 1.2 / (299000000 + 465) = 8.02675585286222... e -9 [sek]
delta T = T2 - T1 = 9.706744243.... e -21 [sek]
Delta lambda = c* delta T / lambda = 299000000 * 9.706744243...e -21 / 600 e -9
= 0.000004937
Jest to stosunek przesuniecia fali swietlnej pomiedzy ramionami; jedna z fal w tym przypadku pozioma, jest opozniona w stosunku do fali pionowej o okolo 5 /100000 czyli 5 tysiecznych procenta. Wynik interefrencji tych dwu przebiegow spowoduje jedynie absolutnie niemozliwe do zauwazenia, bliskie tej wartosci przyciemnienie czy rozjasnienie zinterferowanego obrazu tych fal.
Obliczen dla predkosci eteru rownej predkosci obiegowej Ziemi wokolo Slonca nie przytaczam. Analogiczne obliczenia przy zalozeniu v = 30 000 m/sek wykazaly, ze to przesuniecie wynosi okolo 0.02 czyli 2 procent dlugosci fali. Interferencja tych przebiegow rowniez nie tylko nie wykaze jakiegokolwiek przesuwania sie prazkow interrerencyjnych, ale rowniez nie bedzie zauwazalna, w postaci 2 procentowego przyciemnienie czy rozjasnienia zinterferowanego przebiegu.
Wniosek; interferometr Michelsona o dlugosci ramion 1.2 m jest o kilka rzedow wartosci za maly aby za jego pomoca mozna bylo zarejestrowac jakiekolwiek jego predkosci w stosunku do tego podobno zakazanego eteru.
W roku 1887 Michelson, juz przy pomocy czy za zgoda Moreleya, zbudowal ulepszony, sztywniejszy i obracajacy sie w garnku wypelnionym rtecia interferometr, w ktorym wydluzyl droge lotow swiatla przez ustawienie systemu lusterek. Spowodowalo to wydluzenie drog przebiegu swiatla do po okolo 11 m. Zob. rysunek na stronie.
Prosze zatem bieglych w rachunkach o policzenie analogicznych do przedlozonych, wynikow obliczen dla interefrometru o dlugosci ramion 11 m i ew. innych. Prosbe motywuje tym, ze nie za bardzo idzie mi napisanie programu, algorytmu, w ktorym moznaby wstawic dane i za jednym nacisnieciem guzika uzyskac wynik.
Tych interferometrow jest od groma (patrz link) i dobrze byloby okreslic ich mozliwosci pomiarowe. Kiedys liczylem na piechote mozliwosci tego 11 metrowego interferometru i wyszlo mi przesuniecie fazowe (dla predkosci v = 30000 m/sek rowne okolo 0.5 dlugosci fali.
To juz jest cos, radykalna poprawa ale nadal o wedrowce prazkow nie ma co marzyc. Przesuniecie przebiegow o pol fali da obraz interferencyjny w postaci jednego rozjasnienia czy przyciemnienia obrazu. Pisze to na podstawie zabawy appletem interferencyjnym, ktorego adres podam za chwile.
Zatem to "najslynniejsze w dziejach nauki zero" wcale zerem nie jest. Jego wartoscc zalezy od wymiarow ramion intereferometru Michelsona i rosnie wraz z ich wzrostem. Szacuje, ze dla udokumentowania istnienia Nieruchomego Ukladu Odniesienia, czyli eteru, w ktorym moznaby zarejestrowac ruch obrotowy Ziemi, potrzeba interferometru o kilkukilometrowych dlugosciach ramion.
Tak aby uzyskac przesuniecie fazowe rowne co najmniej kilku dugosciom fal. Wtedy te prazki interferencyjne rzeczywiscie beda sie przesuwac.
Ale skoro istnieja plusy dodatnie i ujemne to dlaczego zero nie moze miec wartosci plus minus powiedzmy 10 (wtedy srednia jest rowna zero;).
Serdecznie zapraszam do dyskusji; chce na ten temat napisac artykul i zamiescic go na swojej stronie (tornadosolutiom.com) jako uzupelnienie artykulu krytycznego dot TW. Byc moze w swym rozumowaniu popelniam jakis gruby blad lub moje obliczenia sa nim obarczone.
Na podanej stronie, pod rys 4, jest piekna animacja pracy tego interferometru. Kulka, udajaca fale, biegnaca w ramieniu poziomym wyraznie sie spoznia w stosunku do kulki przesuwajacej sie w ramieniu pionowym. Jest to animacja poprawna z tym, ze dla wiekszosci interferometrow o ramionach nawet az 23 m, wyraznie naciagana. Kulki dolatujace do obserwatora beda przesuniete wzgledem siebie o ulamek ich srednicy zatem ten obserwator zadnego przesuniecia pomiedzy nimi nie uswiadczy.
Pzdr
Tornad
