Physik Michelson-Morley Experiment

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallöchen. Ich habe extreme(!!!) Probleme mit den Aufgaben, die mir zu dem Michelson-Morley Experiment gestellt wurden. Hier die Fragen:
1.
Ein Kritiker des Michelson-Morley Experiments gab an, dass Experiment müsse mehrfach zu verschiedenen Jahreszeiten ausgeführt werden. Welchen Grund könnte es dafür geben?

Stellen wir uns vor, Michelsons Experiment würde mit Schallwellen durchgeführt, wobei ein Mikrophon das Okular ersetzen würde. Nehmen wir weiter an, ein stetiger Wind würde wehen. Was würden Sie hören? Was passiert, wenn der Apparat gedreht wird?

Beschreiben Sie einen Apparat, mit dem man per Lichtsignal zwei Uhren an den Enden eines Zuges synchronisieren könnte. Zeigen Sie dann, dass ein aussenstehender Beobachter die Uhren als nicht synchronisiert sehen wird, wenn der Zug in Bewegung ist.

Unser Lesematerial dafür ist leider auf Englisch und obwohl ich Englisch gut kann, verstehe ich den Text nicht. Er erklärt das Experiment denke ich…aber ich werd nicht recht schlau draus.
Vielleicht könnte mir hier jemand helfen?!

#2

Leider kann ich in dieser Frage ohne viel Rechercheaufwand nicht weiterhelfen, wofür ich momentan nicht die Zeit übrig habe. Aber ich bin sicher, dass ein Experte gute Antworten parat hat.

#3

Hallo TheYamiNeko,

schwierige Fragen, wenn man lange nicht über sowas nachgedacht hat! Die w-w-w-„Experten“ sollten nur Fragen zu beantworten aufgefordert werden, die sie „im Schlaf“ (oder „aus dem Ärmel“) beantworten können. Du solltest IMMER erst fragen, NACHDEM du die Wikipedia konsultiert hast, wo vieles richtig detailliert erklärt wird.

  1. Ein Kritiker des Michelson-Morley Experiments gab an, dass Experiment müsse mehrfach zu verschiedenen Jahreszeiten ausgeführt werden. Welchen Grund könnte es dafür geben?

Das muss eigentlich derjenige erläutern, der die Behauptung aufstellt. Könnte? Soll das MM-Experiment durch die Mitnahme des Äthers (i) mit der Erdrotation beeinflusst werden, (ii) durch die Mitnahme mit dem jährlichen Lauf um die Sonne oder (iii) durch den Flug des Sonnensystems durch das All? In (i) und (iii) könnte die Jahreszeit keine Rolle spielen. Bei (ii) sind wohl die Winkel der „Strömung“ je nach Jahres- und auch Tageszeit verschieden. (ohne Gewähr)

  1. Stellen wir uns vor, Michelsons Experiment würde mit Schallwellen durchgeführt, wobei ein Mikrophon das Okular ersetzen würde. Nehmen wir weiter an, ein stetiger Wind würde wehen. Was würden Sie hören? Was passiert, wenn der Apparat gedreht wird?

In den beiden Grenzpositionen läuft die Welle in dem einen Arm des M-Interferometers IN Ausbreitungsrichtung, aber HIN und ZURÜCK, im anderen Arm quer dazu. Jetzt muss gezeigt werden, dass der Wind den Hin- und den Rückflug nicht in gleicher Weise beeinflusst, so dass sich die beiden entgegengesetzten Beeinflussungen nicht vollständig kompensieren. Im Quer-Arm hingegen wird die Ausbreitung beim Hin- UND Rückweg verlangsamt, weil die Welle „schräg“ gegen den Wind laufen muss, um am Ziel anzukommen.

Man würde wohl je nach Windstärke einen verschieden lauten Ton hören. Das Gleiche nach dem Drehen. (ohne Gewähr)

  1. Beschreiben Sie einen Apparat, mit dem man per Lichtsignal zwei Uhren an den Enden eines Zuges synchronisieren könnte.

Wenn die Laufzeit des Lichts über die Länge des Zuges eine Rolle spielen soll, ist mir das jetzt zu viel Grübelei…

Zeigen Sie dann, dass ein außenstehender Beobachter die Uhren als nicht synchronisiert sehen wird, wenn der Zug in Bewegung ist.

Da geht es nun nicht um die Beeinflussung der Lichtausbreitung durch die Bewegung des Zuges sondern um die Relativität der Gleichzeitigkeit (Wikipedia).

#4

Hallo, leider kann ich diese Frage nicht beantworten.

#5

Tut mir leid kann gerade nicht, müsste mir esrt das Experiment wieder reinziehen! Sind aber interessante Fragen!

#6

Guggschd du da:
http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experi…
oder da:
http://www.leifiphysik.de/web_ph12/versuche/07michel…

Gruß
Rudi

#7

Hallöchen. Ich habe extreme(!!!) Probleme mit den Aufgaben,
die mir zu dem Michelson-Morley Experiment gestellt wurden.
Hier die Fragen:
1.
Ein Kritiker des Michelson-Morley Experiments gab an, dass
Experiment müsse mehrfach zu verschiedenen Jahreszeiten
ausgeführt werden. Welchen Grund könnte es dafür geben?

Überlagerung der Bewegung der Erde um die Sonne und der Sonne im Weltraum. Analogon Radmutter: Die Relativgeschwindigkeit einer Radmutter zum Boden ist in der 12-Uhr-Position höher als in der 6-Uhr-Position (sofern das zugehörige Auto fährt) - beim Reifenmantel verschwindet die Relativgeschwindigkeit an der 6-Uhr-Position ganz (Kontaktstelle zum Boden). Nun könnte das Experiment gerade ‚um 6 Uhr‘ gemacht worden sein, wobei die 6-Uhr-Position in unserem Reifenmantel-Vergleich einer bestimmten Jahreszeit entspricht.

Stellen wir uns vor, Michelsons Experiment würde mit
Schallwellen durchgeführt, wobei ein Mikrophon das Okular
ersetzen würde. Nehmen wir weiter an, ein stetiger Wind würde
wehen. Was würden Sie hören? Was passiert, wenn der Apparat
gedreht wird?

Beim Drehen des Interferometers verschieben sich die Knoten und Wellenbäuche der stehenden Welle (die dem Interferenzmuster entspricht) gegenüber dem Mikrophon. Folglich ändert sich die Lautstärke des Dauertons.

Beschreiben Sie einen Apparat, mit dem man per Lichtsignal
zwei Uhren an den Enden eines Zuges synchronisieren könnte.
Zeigen Sie dann, dass ein aussenstehender Beobachter die Uhren
als nicht synchronisiert sehen wird, wenn der Zug in Bewegung
ist.

Sorry, damit kann ich auch nichts anfangen.

Unser Lesematerial dafür ist leider auf Englisch und obwohl
ich Englisch gut kann, verstehe ich den Text nicht. Er erklärt
das Experiment denke ich…aber ich werd nicht recht schlau
draus.

Es gibt einen sehr ausführlichen schönen Wikipedia-Artikel dazu:http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experi…

Hoffe geholfen zu haben

Gruß

Ya3wforus

#8

Hallole,

zu 1: verschiedene Jahreszeiten führen zu verschiedenen Positionen auf der Erdumlaufbahn. Damit läßt sich prüfen, ob es einen Mitführeffekt gibt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experi…

zu 2: Schallwellen in einem bewegten Medium führen zu Verschiebungen im Interferenzmuster:
http://de.wikipedia.org/wiki/Dopplereffekt

Zu 3: 2 Modelle werden kurz hier beschrieben.
http://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_speziell…

Auf der Seite ist unten eine Olinereferenz angegeben. Ansonsten gibt es genügend Literatur zur speziellen Relativitätstheorie. Einfach mal etliches Querbeet lesen!

MfG
G. Aust

#9

Vielleicht steht darüber etwas in den Feyman Lektures.
Gibts als Bili-Ausgabe Amerikanisch-Deutsch.

#10

Guten Tag,
leider kann ich Dir bei diesem Problem NICHT helfen.-SORRY.

#11

Also wenn es nur darum geht, dass du den englischen Text nicht verstehst, dann bin ich mir ziemlich sicher, dass es im Internet oder der Bibliothek auch deutsche Beschreibungen des Experimentes gibt. Ich denke das ist das Minimum an Eigeninitiative, die du investieren kannst, und dann solltest du zumindest erste Ansätze zu den Fragen haben. Wenn dann immernoch etwas unklar ist, dann bin ich gerne bereit zu helfen, aber deine Aufgaben komplett machen werde ich sicher nicht.

Paul

#12

Hallo YamiNeko,

sorry, habe gerade wenig Zeit. Daher nur ganz kurz…

Hallöchen. Ich habe extreme(!!!) Probleme mit den Aufgaben,
die mir zu dem Michelson-Morley Experiment gestellt wurden.
Hier die Fragen:
1.
Ein Kritiker des Michelson-Morley Experiments gab an, dass
Experiment müsse mehrfach zu verschiedenen Jahreszeiten
ausgeführt werden. Welchen Grund könnte es dafür geben?

Unter der Annahme, dass es einen Äther gibt, hätte man zu verschiedenen Jahreszeiten eine andere relative Lage zum Äther, da die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne zu verschiedenen Jahreszeiten verschiedene Positionen hat. Damit wäre dann das Ergebnis des MM-Versuchs zu verschiedenen Jahreszeiten unterschiedlich.

Stellen wir uns vor, Michelsons Experiment würde mit
Schallwellen durchgeführt, wobei ein Mikrophon das Okular
ersetzen würde. Nehmen wir weiter an, ein stetiger Wind würde
wehen. Was würden Sie hören? Was passiert, wenn der Apparat
gedreht wird?

Bei Schall ist die Luft ja das Übertragungsmedium. D.h. Bewegungen der Luft (wie stetiger Wind) sowie die relative Lage zu einem solchen Wind beeinflussen die Schallübertragung (z.B. Frequenz = Tonhöhe). D.h. man würde, je nach Lage und Stärke des Windes und Drehung zum Wind, Veränderungen der Tonhöhe feststellen.

Beschreiben Sie einen Apparat, mit dem man per Lichtsignal
zwei Uhren an den Enden eines Zuges synchronisieren könnte.
Zeigen Sie dann, dass ein aussenstehender Beobachter die Uhren
als nicht synchronisiert sehen wird, wenn der Zug in Bewegung
ist.

Hm, eine ganz einfache Erklärung fällt mir auf die Schnelle nicht ein. Man wendet halt die Lorentztransformation an und stellt fest, dass Gleichzeitigkeit relativ ist. D.h. zwei räumlich getrennte Ereignisse, die in einem Inertialsystem gleichzeitig erscheinen, tun dies in einem relativ dazu bewegten Inertialsystem nicht mehr.

Unser Lesematerial dafür ist leider auf Englisch und obwohl
ich Englisch gut kann, verstehe ich den Text nicht. Er erklärt
das Experiment denke ich…aber ich werd nicht recht schlau
draus.
Vielleicht könnte mir hier jemand helfen?!