Michelson -Morleyho experiment , pravda o pokuse.
Jozef Babiak
V minulom storočí boli prevedené dve merania rýchlosti svetla v sústavách vzájomne sa pohybujúcich. Bol to Michelson - Morleyho experiment a Fizeauho meranie strhávania svetelného lúča prúdiacou vodou. Prekvapivé a neočakávané výsledky, ktoré boli namerané v obidvoch meraniach, priniesli do fyziky nové teórie ohľadne šírenia svetelných lúčov v hmotných prostrediach. Pre objasnenie nameraných výsledkov uvediem výroky slávnych fyzikov ohľadne týchto meraní a stručnú históriu Michelson-Morleyho experimentu.
História.
James Clark Maxwell.
Francis Scott Key Fitzgerald.
Fitzgerald po oboznámení sa s článkom od Heavisida v ktorom poukazuje, že elektrické a magnetické polia sú pri pohybu deformované, vyslovil kontrakčnú hypotézu, že pohybujúce teleso v priestore sa v smere pohybu skracuje. Fitzgerald vyslovil kontrakčnú hypotézu v roku 1889, která zostala nepovšimnutá až do Lorentzovho článku v roku 1892, v ktorom napísal, že účinok skrátenia dlžky telesa by mohol býť očakávaný v elektromagnetickej teórii v elektrickej vlastnosti látky. Skracovanie dĺžok telesa platí len pri vzájomnom pohybu interferometera voči pozorovateľovi.
Hendrik Antoon Lorentz.
Lorentz si všimol pozoruhodnú a zvláštnu vec, keď urobil v Maxwellových rovniciach substitúciu, tvar rovníc sa nezmenil. Rovnice substitúcie sú známe ako Lorentzove transformácie. Lorentz v knihe : Pokus teórie elektrických a optických javov v pohybujúcich sa telesách uviedol zaujímavú teóriu súvisu éteru a látky, ktorú Lorentz veľa rokov rozpracovával. Dôležitým postulátom tejto teórie je existencia vybranej súradnicovej sústavy - nepohyblivého éteru, v ktorej je rýchlosť svetla c, a optické javy sa vyjadrujú veľmi jednoducho.
Villiam Thomson - Lord Kelvin.
Na konci devätnásteho storočia komentuje lord Kelvin stav klasickej Newtonovskej fyziky týmito slovami : Na jasnom nebi mechanického názoru existujú len dva obláčky - Michelsonov pokus a žiarenie čierneho telesa. V roku 1900 vyriešil Planck záhadu čierneho telesa svojou kvantovou teóriou a v roku 1905 Einstein rieši Michelsonov expe-riment špeciálnou teóriou relativity. Na začiatku dvadsiateho storočia bolo svetlo považované z mechanického pohľadu za priečne vlnenie éteru. Teória o éteru definovala éter ako veľmi jemnú látku, ktorá má všetky vlastnosti hmoty, je ale bez váhy a prestupuje cez všetky látky vo vesmíre. Táto definícia éteru je sama o sebe sporná, lebo látku bez váhy doposiaľ fyzika žiadnu nepozná.
Albert Abraham Michelson.
Navrhol a postavil interferometer, ktorý bol po ňom pomenovaný. Michel-sonov interferometer bol zhotovený ako meriaci prístroj na meranie rýchlosti svetla v sústavách vzájomne sa pohybu-júcich a to zemeguli voči éteru. Nakoľko očakávaný posun interfe-renčných prúžkov pri otočení interfe-rometra nenastal, pokus niekoľkokrát opakoval s vyššou presnosťou s Morleym. Michelson - Morleyho expe-riment prevedený v roku 1887 mal určiť absolútnu rýchlosť Zemi okolo Slnka v hypotetickom éteri. Negatívne výsledky tohto pokusu, prečo nenastáva posun interferenčných prúžkov pri otočení Michelsonovho interferometra o 90 stupňov, vysvetlil Fitzgerald a nezávisle na ňom aj v roku 1892 Lorentz kontrakčnou hypotézou.
Dr. C. Dayton Miller.
Dr. Miller previedol presnejšie meranie posunu interferenčných prúžkov s Michel-sonovým interferometrom ako bolo meranie v Michelson Morleyho expe-rimente. Výsledky merania boli tiež nulové, respektíve v tolerancii presnosti merania. Dr. Miller veril, že svojími meraniami dokázal existenciu éteru vo vesmírnom priestore. Dr. Miller pre svoje merania zhotovil oveľa presnejší interferometer ako bol použitý v Michelson-Morleyho experimente a viedol o meraniach veľmi presné záznamy, ktoré pre rozsiahlosť sa nedajú uviesť v tomto článku, preto odkazujem na stránku http://www.orgonelab.org/miller.htm
Prevedenie Michelsonovho interferometra v Michelson-Morleyho experimente vidieť na pripojených obrázkoch.
Feynman v svojej knihe Feynmanove prednášky z fyziky I hodnotí kontrakčnú hypotézu slovami : Pri Michelsonovom - Morleyovom experimente nenastal nijaký posuv interferenčných prúžkov. Hoci sa hypotézou kontrakcie dal úspešne vysvetliť negatívny výsledok experimentu, dalo sa proti nej namietať, že bola narýchlo vymyslená za účelom vysvetlenia tejto ťažkosti a je príliš neprirodzená". Feynman ďalej píše, že aj v mnohých ďaľších experimentoch, v ktorých sa mal objaviť éterový vietor, vznikli podobné ťažkosti, až to nakoniec vyzeralo tak, akoby sa príroda "sprisahala" proti človeku vždy, keď zavádza nejaký nový jav, ktorý by mu umožnil zmerať rýchlosť pohybu sústavy u .
Výpočet posunu interferenčných prúžkov, ktorý mal nastať pri absolútnej rýchlosti Zemi okolo Slnka je v knihe R. P. Feynman, R. B. Leighton , M. Sands : Feynmanove prednášky z fyziky I popísaný podľa Obr. 1
c t1 = L + u t1 , t1 = L / ( c - u ) , t2 = L / ( c + u ) ....... "
Tento výpočet posunu interferenčných prúžkov v Michelson - Morleyho experimente je uvádzaný v literatúre ako oficiálne platná teória špeciálnej teórie relativity. Výpočet je prevedený za predpokladu plat-nosti existencie éteru. Vo výpočte sa predpokladá bez dôkazu fyzikálnym experimentom, že interferometer sa pohybuje voči stojacemu éteru rýchlosťou u, čo je rýchlosť pohybu Zemeguli okolo Slnka.
Žiadny fyzikálny jav ani fyzikálny experiment prevedený s inter-ferometrom nepotvrdil existenciu éteru. Výpočet nepočíta s platnými fyzikálnymi zákonmi optiky, ignoruje platnosť Snellovho zákona, ktorý platí v celej optike a ktorý je jednoznačne dokázaný základnými mera-niami na interferometri, ktoré tu uvádzam.
ZÁKLADNÉ MERANIE INTERFEROMETROM.
Posun interferenčných prúžkov a tlak vzduchu v trubke som snímal elektronicky pre ích uloženie do pamäti počítača. To umožňuje matematické spracovanie nameraných hodnôt. Výpočet zmeny abso-lutného indexu lomu vzduchu na zmene tlaku vzduchu, je vyjadrená lineárným koeficientom posunu interferenčných prúžkov na zmene tlaku vzduchu. Meranie je uvedené v článku: MERANIE ZMENY INDEXU LOMU SVETLA PLYNU ZMENOU STATICKÉHO TLAKU.
V druhom meraní s Michelsonovým interferometrom som meral hodnotu absolutného indexu lomu tekutín. Schéma merania je na Obr. 2.Meranie a výpočet hodnoty absolutného indexu lomu tekutíny vychádza z dvoch nameraných posunov interferenčných prúžkov vo vzduchu a vo vyšetrovanej tekutine. Meranie je uvedené v článku: MERANIE ABSOLUTNÉHO INDEXU LOMU SVETLA INTERFE - ROMETROM.
V treťom meraní s Michelsonovým interferometrom som meral absolutný index lomu skla. Schéma merania je na Obr. 3.
Meranie absolutného indexu lomu vzduchu interferometrami je popísané vo vysokoškolskej učebnici Anton Štrba : VŠEOBECNÁ FYZIKA 3 OPTIKA. V kapitole Dvojzväzkové interferometre je popísaná teória a matematický výpočet merania indexu lomu vzduchu dvojzväzkovými interferometrami za platnosti Snellovho zákona. Teória a výpočet dvojzväzkových interferometrov je v učebnici popísaná bez existencie hypotetického "éteru", pritom teória a výpočet je v súlade so všetkými pozorovanými javmi na interferometroch. Platnosť Snellovho zákona pre meranie s interferometrami je potvrdená aj praktickými meraniami prevádzanými na vysokých školách v odbore optika. Praktické meranie a výpočet závislosti indexu lomu vzduchu na absolutnom tlaku vzduchu pomocou interferometrov, je prevedené stejným postupom ako to uvádzam v tomto článku. Na prednáškach o špeciálnej teórii relativity je v Michelson - Morleyho experimente počítaná rýchlosť svetla v ramenách interferometra ako c + v. To dokazuje, že výpočet Michelson - Morleyho experimentu nevychádza z platnosti Snellovho zákona, teda z reality na interferometri. Je nepochopitelné, prečo na vysokých školách v odbore optika meranie s interferometrami je vo výpočte uplatnený Snellov zákon a v Michelson-Morleyho experimente je udávaná rýchlosť svetla c + v.
EINSTEIN A MICHELSON - MORLEY EXPERIMENT.