Michelson-Morley-E. widerlegt den Äther nicht!

[Harald Maurer]

ber das Interferenzmuster entsteht ja nicht nur wenn sich einer der beiden Arme in der Länge verändert. Es bleibt ja statisch bestehen wenn man aufhört am Mikrometer zu drehen und sieht, je nachdem wie weit man gedreht hat, auch anders aus.

Klar, je länger man am Mikrometer dreht, desto länger ist die Frequenz verändert. Danach ergibt sich auch die endgültige Verschiebung der Phase. Man verstellt damit quasi die "Uhr", also die Periodendauer während der Bewegung des Spiegels, und das Ausmaß ist natürlich davon abhängig, wie lange die Frequenzänderung erfolgt. Deshalb kann man auf diese Weise eine Längenmessung durchführen.

Grüße
Harald Maurer

[Kurt]

ber das Interferenzmuster entsteht ja nicht nur wenn sich einer der beiden Arme in der Länge verändert. Es bleibt ja statisch bestehen wenn man aufhört am Mikrometer zu drehen und sieht, je nachdem wie weit man gedreht hat, auch anders aus.

... und das Ausmaß ist natürlich davon abhängig, wie lange die Frequenzänderung erfolgt. Deshalb kann man auf diese Weise eine Längenmessung durchführen.

Böse Zungen (Raser) könnten nun sagen: ihr habt zu lange gemessen darum ist der Unterschied so (zu) gross.

Gruss Kurt

Ich muss noch ein dranhängen.
So ists auch gemeint

[Ernst]

Nur wenn man den Arm während der Messung in der Länge verändert. Dann erzeugt man mit der Bewegung des Spiegels einen temporären Frequenzunterschied. Dadurch verschiebt sich die Phase! Weil sich während der veränderten Frequenz eine andere Periodendauer (1/f) ergibt!

Dieser temporäre Dopplereffekt ist ganz unerheblich. Gemessen wird nur jeweils bei stufenweise ruhendem Spiegel.
Die Längenänderung bewirkt einfach eine veränderte Laufzeit im betreffenden Arm und damit eine Veränderung der Phasendifferenz der beiden Wellenpositionen am Ziel.

Gruß
Ernst

[Harald Maurer]

Wieso denn wandern dann beim Justieren des beweglichen Spiegels die Interferenzringe? Du verstrickst Dich immer weiter.

Weil man beim Justieren des Spiegels den Spiegel bewegt! Das ergibt einen temporären Doppler-Effekt, eine temporäre Änderung der Periodendauer und daher wandern die Interferenzringe!

Ungleichzeitig (d.h mit einem Phasenversatz) gestartete Wellenpositionen treffen gleichzeitig zusammen. Da muß doch der Phasenversatz erhalten sein.

Nein, denn die "Uhren", also die konstanten Periodendauern laufen schon ab der Lichtquelle. Die Uhr wird ja nicht bei der Absendung erst gestartet. Die läuft ja schon vor dem Strahlteiler! Die Aufteilung am Strahlteiler ändert das nicht. Wenn eine Uhr mit einer nachfolgenden Uhr irgendwo gleichzeitig zusammenkommt, hat sie natürlich dieselbe Zeigerstellung wie die andere. Weil sie ja wie die andere auf derselben Zeitbasis läuft. Jede Uhr,also jeder Wellenzug hat zu jedem beliebigen Zeitpunkt dieselbe Phasenlage. Weil sich die Zeiger alle im gleichen Takt herumdrehen. Man kann jede Uhr mit jeder anderen Uhr zu einem gemeinsamen Zeitpunkt zusammenbringen, so werden sie nach wie vor den gleichen Takt haben. Ganz egal, ob man eine später gestartete Uhr mit einer früher gestarteten vergleicht. Sie sind ja alle unabhängig davon im gleichen Takt geblieben! Alle Perioden in allen Wellenzügen dauern ja gleich lang. Wenn man eine Uhr hinter einer anderen Uhr wählt, und diese bewegt sich schneller weiter, um den Vorsprung der anderen einzuholen, ändert das ja nichts an ihrem Gleichtakt mit allen anderen Uhren! Sie wird also mit der anderen Uhr, die sie letztlich eingeholt hat, immer noch taktgleich sein. Sie nimmt ja ihre Startlage nicht mit, sondern läuft von Anbeginn an (Lichtquelle) bis zum Ziel taktgleich mit allen anderen Uhren. Auch wenn eine Uhr sich ganz langsam über die Strecken bewegt, bleibt sie taktgleich und wenn sie sich schnell bewegt, ebenfalls. Die schnellere Uhr läuft dann an einer Reihe von Uhren vorbei, und jede der Uhren wird dieselbe Zeigerstellung haben. Denn die Zeiger laufen ja nicht langsamer oder schneller, bloß weil sich die Uhr selbst langsamer oder schneller bewegt!
Die Geschwindigkeit der Uhren ist völlig gleichgültig, denn ihr Gleichtakt ist das Entscheidende. Daher sind alle Deine Einwände verfehlt. Die konstante Periodendauer macht's aus. Unterschiedliche Geschwindigkeiten werden stets durch die entsprechende Wellenlängenänderung ausgeglichen. Wenn Uhren taktgleich laufen (oder das eben die Phasen tun), kannst Du jede Uhr mit jeder anderen Uhr vergleichen (also jede Phase mit jeder anderen vergleichen), es werden die Zeigerstellungen (also die Phasenwinkel) immer übereinstimmen. Jede Uhr, die gleichzeitig mit einer anderen zusammenkommt, wird dieselbe Zeigerstellung haben wie die andere. Egal, wie man sie zusammenbringt - sie sind synchron zueinander vom Anfang bis zum Ende. Alle! Wellenzüge, die dieselbe Periodendauer haben, sind nichts anderes als synchrone Uhren. Wobei der von Anfang an synchron laufende Sekundenzeiger stets die Phasenlage anzeigt. Probier's doch mal mit zwei Uhren aus. Oder mit mehreren. Stell' die Sekundenzeiger alle auf den gleichen Startpunkt ("Lichtquelle"!) und dann mach mit den Uhren was Du willst. Egal, welche Du dann mit welcher zusammenbringst, die Sekundenzeiger werden übereinstimmen. Vorausgesetzt die Uhren laufen so exakt wie es die Wellenzüge tun!

Sieh mal was die Amplituden gleichzeitig tun. Und wenn die Welle fortschreitet, ändert sich an der Gleichzeitigkeit der Amplitudenentstehung gar nichts!

Beachte die Anfangs- und die Endamplitude. Siehst Du die Gleichzeitigkeit der Schwingung?
Grüße
Harald Maurer

[Harald Maurer]

Die Längenänderung bewirkt einfach eine veränderte Laufzeit im betreffenden Arm und damit eine Veränderung der Phasendifferenz der beiden Wellenpositionen am Ziel.

Nein, die Längenänderung hat den Zweck, die opt.Lauflänge auf ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge zu bringen. Denn man will ja ein stillstehendes Interferenzmuster erzeugen. Das ist nichts anderes als das Resultat einer stehenden Welle!

Grüße
Harald Maurer

[Kurt]

Die Längenänderung bewirkt einfach eine veränderte Laufzeit im betreffenden Arm und damit eine Veränderung der Phasendifferenz der beiden Wellenpositionen am Ziel.

Nein, die Längenänderung hat den Zweck, die opt.Lauflänge auf ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge zu bringen. Denn man will ja ein stillstehendes Interferenzmuster erzeugen. Das ist nichts anderes als das Resultat einer stehenden Welle!

Und warum springt dann das Muster nicht wenn man am Spiegel spielt?

Gruss Kurt

[Harald Maurer]

Du hast Dich derart darin festgebissen, daß gleichzeitig erzeugte Abschnitte gleichzeitig ankommen sollen, daß Du alle Hinweise darauf, daß dem nicht so ist, überliest oder verdrängst. Aber nocheinmal:
Ungleichzeitig (d.h mit einem Phasenversatz) gestartete Wellenpositionen treffen gleichzeitig zusammen. Da muß doch der Phasenversatz erhalten sein.

Jede erzeugte Position behält ihren individuellen Erzeugungszeitpunkt. Die beiden Wellenpositionen, welche später gleichzeitig zusammentreffen, haben unterschiedliche Erzeugungszeitpunkte und damit einen entsprechenden Phasenversatz. Wenn zwei solche unterschiedliche Positionen nun gleichzeitig zusammenkommen, dann haben sie doch auch bei ihrer Zusammenkunft immer noch ihre Erzeugungszeitdifferenz und damit ihre Phasenwinkeldifferenz. Und damit ist auch am Ziel den Phasenversatz φ1-0=φ1 .

Das ist doch falsch. Alle Wellenzüge der beiden Teilstrahlen haben doch alle denselben Erzeugungspunkt. Sie entstehen am selben Punkt des Strahlteilers mit gleicher Phasenlage. Ein Wellenzug kann gegenüber einem anderen doch keinen anderen Erzeugungspunkt haben. Da machen sich stets gleichzeitig identische Zwillinge auf die Reise! Wie soll denn bloß ein Wellenzug gegenüber einem anderen an einem anderen Punkt mit anderer Phasenlage erzeugt worden sein, wenn er gleichzeitig am selben Punkt vom anderen abgespalten wird und beide zuvor phasengleich waren? Erzeugungsdifferenz? Phasenversatz bei der Erzeugung? Gibt's gar nicht. Die Wellenzüge entstehen paarweise ohne jeden Phasenversatz zueinander. Fährt bei einem ein Berg durch, fährt beim anderen ein Berg hoch, fährt bei einem ein Tal durch, fährt auch beim anderen ein Tal hoch. Einen Phasenversatz bei der Erzeugung oder schechthin beim Start am Strahlteiler kann es gar nicht geben. Da beschreibst Du schon mal etwas Grundfalsches. Die Zwillinge werden stets am gleichen Punkt zur gleichen Zeit geboren! Wo soll denn da ein Phasenversatz sein und eine Erzeugungsdifferenz, die bis zur Zusammenkunft erhalten bleiben soll? Es gibt ja keine Erzeugungsdifferenz! Gleichzeitige Erzeugung am selben Punkt! Du kannst doch nicht einfach behaupten, einer der beiden Strahlen wäre zu einer anderen Zeit erzeugt worden und es gäbe eine Differenz, die erhalten bleibt. Jeder Wellenzug fährt doch gleichzeitig mit dem anderen aus dem Strahlteiler, und wenn einer seine zweite Periode ausführt, ist jener, der soeben herauskommt, wiederum phasengleich mit dem vorigen. Und jeder weitere ist ebenfalls phasengleich mit jedem vorhergehenden und nachfolgenden usw. Da laufen zwei Zwillingsstrahlen davon, die sich völlig in den Phasenlagen gleichen, weil jeder seine Amplituden zum gleichen Zeitpunkt hochwirft. Die haben von vornherein eine feste und übereinstimmende Phasenbeziehung. Michelson erwartete, dass sich diese Phasenbeziehung ändert auf dem Weg durch das MMI, eben aufgrund unterschiedlicher Laufzeiten. Einen Phasenversatz schon beim Start anzunehmen, ist gar nicht möglich!

Grüße
Harald Maurer

[Jocelyne Lopez]

Ich schwimme ziemlich zwischen den verschiedenen Begriffen „Frequenz, Amplitude, Wellenlänge, Periode“…

Eigentlich reicht es wenn du den Unterschied zwischen Frequenz und Amplitude kennst.
Die anderen gehören zur Frequenz wie das Ei zum Osterhasen.

Gut, man könnte dann vielleicht ganz vereinfacht sagen, dass die Amplitude die Höhe der Welle ist, oder?

Bei meinem Beispiel mit Hasen und Schildkröten wäre also die Amplitude die Höhe der Tiere: Der Hase hat lange Ohren, er ist höher als die Schildkröte.

Wenn 1 Hase und 1 Schildkröte jede Stunde gleichzeitig ankommen, wird sich zwangsläufig an B auch das gleiche Muster jede Stunde immer wieder bilden: ein hoheres Tier zusammen mit einem niedrigeren Tier, alles gleich, bis auf dem ersten Tier (ein Hase), das allein nach der ersten Stunde ankommt und dem letzten Tier (eine Schildkröte), das allein am Ende nach zwei Stunden ankommt. Auch hier ist für das Vergleich des Musters der "Amplitude" während der Messung alles regelmäßig gleich wie bei dem Vergleich des Musters der "Frequenz", außer kurz am Anfang und am Ende der Messung. Oder?

Welche Muster werden bei MM verglichen? Das Muster der Frequenz oder das Muster der Amplitude?

Viele Grüße
Jocelyne Lopez

[Kurt]

Du hast Dich derart darin festgebissen, daß gleichzeitig erzeugte Abschnitte gleichzeitig ankommen sollen, daß Du alle Hinweise darauf, daß dem nicht so ist, überliest oder verdrängst. Aber nocheinmal:
Ungleichzeitig (d.h mit einem Phasenversatz) gestartete Wellenpositionen treffen gleichzeitig zusammen. Da muß doch der Phasenversatz erhalten sein.

Jede erzeugte Position behält ihren individuellen Erzeugungszeitpunkt. Die beiden Wellenpositionen, welche später gleichzeitig zusammentreffen, haben unterschiedliche Erzeugungszeitpunkte und damit einen entsprechenden Phasenversatz. Wenn zwei solche unterschiedliche Positionen nun gleichzeitig zusammenkommen, dann haben sie doch auch bei ihrer Zusammenkunft immer noch ihre Erzeugungszeitdifferenz und damit ihre Phasenwinkeldifferenz. Und damit ist auch am Ziel den Phasenversatz φ1-0=φ1 .

Jeder Wellenzug fährt doch gleichzeitig mit dem anderen aus dem Strahlteiler, und wenn einer seine zweite Periode ausführt, ...

Dein nichtexistierender Wellenzug führt keine zweite Periode aus weil er nicht existiert!
Würde er existieren, eine Periode ausführen. also "wellen", dann würde dein schwarzes Kügelchen sich nicht bewegen.

Gruss Kurt

[Ernst]

Jeder Wellenzug fährt doch gleichzeitig mit dem anderen aus dem Strahlteiler, und wenn einer seine zweite Periode ausführt, ist jener, der soeben herauskommt, wiederum phasengleich mit dem vorigen. Und jeder weitere ist ebenfalls phasengleich mit jedem vorhergehenden und nachfolgenden usw. Da laufen zwei Zwillingsstrahlen davon, die sich völlig in den Phasenlagen gleichen, weil jeder seine Amplituden zum gleichen Zeitpunkt hochwirft. Die haben von vornherein eine feste und übereinstimmende Phasenbeziehung.

Das ist ja richtig. Die Wellen für die beiden Wege werden gleichzeitig erzeugt und behalten natürlich stets ihre Gleichzeitigkeit. Jedoch ist die Wellenlänge auf beiden Wegen unterschiedlich. Dein Bild gilt eigentlich nur für den Anfang eines der Arme, im anderen Arm wären die Wellenlängen demgegenüber von Beginn an gestaucht.
Es ist auch klar, daß diese beiden gleichzeitig erzeugten Wellen, wenn sie sich einmal exakt phasengleich wiedertreffen, keinen Zeitversatz haben können. Aber: Im MME treffen sie sich niemals phasengleich wieder. Grund: Ganz einfach, weil die eine Teilwelle schneller läuft als die andere. Die eine kommt früher; die andere später.

Michelson erwartete, dass sich diese Phasenbeziehung ändert auf dem Weg durch das MMI, eben aufgrund unterschiedlicher Laufzeiten. Einen Phasenversatz schon beim Start anzunehmen, ist gar nicht möglich!

Die erzeugte Welle selbst hat selbstverständlich keinen Phasenversatz. Im Bild ist eine gerade erzeugte Welle gezeigt, welche nun gesplittet auf die beiden Wege geht. Die ganze Welle über ihre Länge 2pi geht auf Reisen. Mit ihr auch der blaue Abschnitt φ1 und der Abschnitt φ0, wobei ja der Abschnitt φ0 später erzeugt wurde als der Abschnitt φ1, nämlich um die Differenzzeit t1-t0. Beide diese Wellenabschnitte reisen mit der Welle in beiden Armen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. So kommt es, daß am Ziel aus einer Richtung kommend der später erzeugte Abschnitt φ0 gleichzeitig eintrifft wie der aus der anderen Richtung kommende (langsamer gelaufene) Abschnitt φ1. Damit ist der Phasenversatz der beiden Teilwellen am Ziel φ1-φ0.
Das hat Michelson erwartet. Umsonst, da kein Ätherwind da war.

Gruß
Ernst