Jdi na obsah Jdi na menu
 


             Michelson -Morleyho experiment , pravda o pokuse. 

                                                           Jozef Babiak

                                                         Úvod.

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.

                                                     ObrazekJames Clark Maxwell.

V Britskej encyklopedii v roku     1875 píše :  „Keby bolo možné zmerať rýchlosť svetla pomocou času , ktoré svetlo potrebuje aby preletelo vzdialenosť medzi dvomi bodmi na zemskom povrchu a keby sme mohli získaný údaj porovnať s rýchlosťou svetla v opačnom smere, mohli by sme tak určiť rýchlosť éteru voči týmto dvom bodom.“ Maxwell bol skeptický, že by sa takéto meranie dalo reálne uskutočniť. To čo bolo pre Maxwella neuskutočniteľné, bolo vynika-júcim experimentátorom Michelsonom realizované  Michelsonovým interferometrom. 

                                                   ObrazekFrancis 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.

                                                      ObrazekHendrik 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.

Obrazek        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.

                                                               ObrazekAlbert 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.  

                                                               ObrazekDr. 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.

                Obrazek

Obrazek

Obrazek      Richard  Phillips Feynman.
 

      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 

 Obrazek

     "Vypočítajme najprv čas, ktorý potrebuje svetlo na let z B do E a späť. Povedzme, že čas letu z polopriepustného zrkadla B do zrkadla E je t1 a čas letu späť je t2. Zatiaľ čo svetlo letí z B do E , prístroj sa posunie o vzdialenosť ut1, takže svetlo muselo preletieť rýchlosťou cvzdialenosť L + ut1. Táto vzdialenosť sa dá vyjadriť ako c t1, takže máme      

              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.
          Teória éteru, kde éter je chápaný ako nositel elektromagnetického vlnenia je neplatná. Platnosť Snellovho zákona pre meranie s inter-ferometrami potvrdzujú moje  základné merania, ktoré som previedol s interferometrami.                                                                                                                             Posun interferenčných prúžkov pri zmene tlaku vzduchu v tlakovej trubke vloženej do ramena interferometra sa nedá teoreticky vysvetliť ani matematicky vypočítať bez platnosti Snellovho zákona. Podobne sa nedá vysvetliť a matematicky vypočítať posun interferenčných prúžkov pri otáčaní Jaminovho kompenzátora vloženého do jedného ramena inter-ferometra.                                                                                                           V prvom meraní s Michelsonovým interferometrom som meral zmenu indexu lomu plynov a tekutín na zmene statického tlaku. Meranie je na Obr. 1.  

Obrazek

 

        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. 

Obrazek

      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. 

   Obrazek
      Meranie a výpočet hodnoty absolutného indexu lomu skla vychádza z nameraného  posunu interferenčných prúžkov pri natáčaní Jaminovho kompenzátora.  Meranie je uvedené  v článku: MERANIE  ABSO-LUTNÉHO INDEXU LOMU SVETLA V SKLE INTERFERO-METROM.   
  
                         ZÁVERY Z MERANÍ S INTERFEROMETRAMI.
 
    Z  týchto meraní vyplýva, že výpočet MMX vychádza z údajov, ktoré sa  na reálnom interferometri  nenachádzajú, lebo :
        A, Matematické vyjadrenie rýchlosti svetla v ramenách inter-ferometra udávané ako c, je nesprávne, lebo v ramenách interferometra sa nachádza vzduch s tlakom okolitej atmosféry, ktorý je v kľude voči inter-ferometru. 
        B, Používa galileovské sčítavanie rýchlosti svetla s pohybom interferometra, to je v rozpore s Huygensovým princípom aj s axiómom o konštantnej rýchlosti svetla.
 
     platnosti Snellovho zákona pre Michelsonov interferometer vyplýva :
        1, Rýchlosť svetla v obidvoch ramenách interferometra vo vzduchu je c/n , kde n je absolutný index lomu vzduchu. Nakoľko vzduch v ramenách interferometra je v kľude voči interferometru, nemôže sa rýchlosť celého interferometra voči vesmírnym telesám pripočítavať k rýchlosti svetla v ramenách interferometra. Šírenie svetelného vlnenia v hmotnom prostredí popisuje Huygensov princip. Podľa Huygensovho princípu " každý bod, do ktorého vlnenie dospeje, stáva sa zdrojom elementárneho vlnenia, šíriaceho sa elementárnou vlnoplochou."
         2, V Michelson - Morleyho experimente sa vákum nikde nenachádzalo, v ramenách interferometra bol všade vzduch s tlakom okolitej atmosféry. Praktické merania, ktoré som previedol na interferometroch ukázali, že vzduch v ramenách musí byť v kľude voči interferometru, lebo pohyb vzduchu v ramenách interferometra vyvolá pohyb a skreslenie interferenčných prúžkov. Tento jav priamo potvrdzuje platnosť Huygensovho princípu a Snellov zákona pre interferometre.

       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.
         Axiómy, na ktorých postavil Einstein špeciálnu teóriu relativity .
        Albert Einstein : JAK VIDÍM SVĚT str. 108. Co je teorie relativity :
        "Druhým princípem, na němž spočívá specielní teorie relativity, je princip konstantní rychlosti světla ve vákuu. Tento princip se formuluje takto : Světlo ve vákuu se šíří vždy určitou rychlostí, která neni závislá na pohybovem stavu a na světelném zdroji. Dúvěra, kterou fyzik chová vúči této definici, se opírá o úspěchy maxwellovské lorentzovské elektro-dynamiky...."
         Tento dôležitý zákon vo fyzike vysloviť na dôvere fyzika voči tejto definícii, bez fyzikálneho merania, nemôže byť vo fyzike dôkazom. Druhý výrok Einsteina o zákone konštantnej rýchlosti svetla vo vákuu, sa opiera o Michelsonov experiment.
        Albert Einstein : JAK VIDÍM SVĚT str. 110. Projev v Londýně :
        "Zákon o konstantní rychlosti světla v prázdnem prostoru, který byl potvrzen vývojem elektrodynamiky a optiky, a s ním i rovnocennost všech inerciálnych systémú, kterou výrazně prokázal proslulý pokus Michelsonuv ( speciální princíp relativity ) vedli nejprve k tomu, že pojem času se musel pojímat jako relativní, ......"
         Michelson-Morleyho experiment bol prevedený vo vzduchu, v ramenách interferometra sa prázdny priestor - vákum nenachádzal, preto rýchlosť svetla v ramenách interferometra nemohla byť c ako je uvádzané vo výpočte. Preto z Michelson - Morleyho experimentu sa nedá vysloviť žiadny poznatok o rýchlosti svetla vo vákuu
         V Michelson - Morleyho experimente je počítané s rýchlosťou svetla v ramene interferometra c + v, to je priamo v rozpore s princípom o konštantnej rýchlosti svetla vyslovenej Einsteinom na základe tohoto pokusu. Vysloviť zákon o konštantnej rýchlosti svetla z fyzikálneho pokusu v ktorom je použité sčítavanie rýchlosti svetla s pohybom inter-ferometra je proti logike a zdravému ľudskému rozumu. Sú to predsa dva protirečiace si výroky.
         Na dokreslenie histórie okolo Michelson- Morleyho experimentu je citát z knihy
        Roger Highfield, Paul Carter : SOUKROMÝ ŽIVOT ALBERTA EINSTEINA str.111
        "Jednou z příčin, proč se podobné útoky rozšířily, byla i Einsteinova neschopnost poskytnout jasné a konsistentní vysvetlení zrodu teorie relativity. Nejenže o tom nepíše ve svém základním pojednání, ale pozdějí si sám často protiřečil, když mluvil o tom, co ovlivnilo jeho práci. Dodnes je například nejasné, do jaké míry byl stimulován tzv. Michelson-Morleyovým pokusem z roku 1887."
        "Z projevu, který přednesl v roce 1922 v Japonsku, Einstein řekl, že tento "nepominutelný výsledek" mu jako první "ukázal cestu" k relativite. V dopise, který psal rok pred svou smrti, trval naopak na tom, že experiment nehrál "žádnou rozhodujíci roli".
         V uvedenej knihe je podrobne popísaná celá história zrodu teórie relativity a ľudí ktorý boli spoluúčastní zrodu teórie relativity.
 Vaše pripomienky :  jozef@babiaks.com