NexTutor
Wirtualne laboratorium/Fizyka/Teoria względności/Doświadczenie Michelsona-Morleya — koniec eteru
Nobel 1907 — Michelson

Doświadczenie Michelsona-Morleya — koniec eteru

Rozszerzenie tematu stałości prędkości światła i teorii względności. Interferometr Michelsona miał wykryć ruch Ziemi względem „eteru", ale nie znalazł żadnej różnicy prędkości światła w różnych kierunkach. Wynik zerowy obalił hipotezę eteru i stał się podstawą teorii względności (Michelson, Nobel 1907).

Fizyka · Teoria względności · Doświadczenie Michelsona-Morleya (FIZ.STW.PP.01)
Hipotetyczna prędkość „wiatru eteru" vv30 km/s
Prędkość światła zmierzona w różnych kierunkach jest…
wiatr eteru v
30 km/s
przewidywane Δ
0.010
zmierzone Δ
0.000
prędkość światła c
299 792 km/s

Co się właśnie stało?

Interferometr Michelsona dzieli wiązkę na dwa prostopadłe ramiona i łączy je z powrotem na ekranie, gdzie powstają prążki interferencyjne. Zwiększaliśmy hipotetyczny „wiatr eteru" vv — a prążki się nie przesunęły. Pomiar dał zero.

Czego spodziewał się eter:

Δ    (vc)2\Delta \;\propto\; \left(\dfrac{v}{c}\right)^{2}

Gdyby światło biegło w nieruchomym ośrodku (eterze), jego prędkość względem Ziemi zależałaby od kierunku, a różnica czasów w obu ramionach dałaby przesunięcie prążków Δ\Delta rosnące z prędkością vv „wiatru eteru".

Co zmierzono naprawdę:

Δpomiar=0niezalez˙nie od v i orientacji\Delta_{\text{pomiar}} = 0 \qquad \text{niezależnie od } v \text{ i orientacji}

Wynik był zerowy przy każdej orientacji przyrządu. Wniosek: nie ma żadnego „wiatru eteru", a prędkość światła jest taka sama we wszystkich kierunkach.

Niezmiennik — II postulat STW:

c=constc = \text{const}

Prędkość światła w próżni jest stała dla każdego obserwatora, niezależnie od jego ruchu i kierunku pomiaru. To fundament, na którym Einstein zbudował szczególną teorię względności.

Po co Ci to na maturze:

Doświadczenie Michelsona-Morleya to klasyczny „wynik zerowy", który obalił hipotezę eteru i uzasadnił stałość prędkości światła. Chwyt: zapamiętaj łańcuch — brak przesunięcia prążków → brak eteru → c = const → teoria względności.

Zapamiętaj: prążki nie drgnęły mimo „wiatru eteru" — prędkość światła jest zawsze taka sama. Eteru nie ma, a c=constc = \text{const} to punkt wyjścia STW.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Najczęstsze pytania

Co pokazało doświadczenie Michelsona-Morleya?

Że prędkość światła jest taka sama we wszystkich kierunkach — eter nie istnieje.

Dlaczego to było przełomowe?

Wynik zerowy stał się podstawą II postulatu szczególnej teorii względności (stałość c).

Co to był eter?

Hipotetyczny ośrodek, w którym miało rozchodzić się światło — obalony tym doświadczeniem.

Powiązane eksperymenty