Michelson-Morley-E. widerlegt den Äther nicht!

[Kurt]

[
Ich vesteh nur nicht welche Argumentation du meinst.
Was passt nicht zu was?

Gleiche Phasenlage zu Beginn, gleiche Frequenz an jedem Ort, und ungleiche Phasenlage am Ende, die Längen ändern sich ja nicht und Äther gibt's nicht.

Ohne Äther, ich nenn ihn Träger (wegen der [hoff. richtigen] Unterscheidung der Bezugsbildung in ihm), gehts nicht.
Denn ohne dass etwas da ist das bestimmt läuft nichts anständig.

Gleiche Phasenlage zu Beginn:
OK, eine Quelle die Licht erzeugt, dieses auf zwei Wege aufgeteilt und laufen gelassen.

gleiche Frequenz an jedem Ort
Gleiche Frequenz deswegen weil:
- es aus einer Quelle kommt,
- diese immer zum Frequenzbeobachter unbewegt ist

Somit gibts keinen Umstand der die Frequenz (vom Beobachter gemessenen Frequenz) verändern kann!
Egal wo er auch misst, er ist unbewegt zur Quelle, somit kommen die Änderungen im "Lichtstrom" immer gleich bei ihm an.
Dabei spielt es auch keine Rolle wie schnell das Licht unterwegs ist, auch nicht ob es es mal schneller oder langsamer angehen lässt.

und ungleiche Phasenlage am Ende

Ein Beobachter vergleicht die Zustände der beiden Lichtsignale an einer gemeinsamen Stelle.
Wenn sich da Unterschiede ergeben dann ist ein Lichtweg anders als der andere.
Und zwar in seiner Länge.

die Längen ändern sich ja nicht und Äther gibt's nicht

Bei gleicher Länge der Lichtwege und ruhenden Bezug zur Lichtquelle und zum Beobachter gibts keinen Phasenversatz.
Wenn einer besteht dann:
- ist die Länge der beiden Lichtwege nicht gleich lang
- war ein Signal bei gleicher Weglänge länger/kürzer unterwegs.

Das kann bei gleicher Weglänge nur dadurch sein dass eins davon schneller/langsamer gelaufen ist.

Mach mir dazu mal bitte ein Bild, damit ich mir vorstellen kann/muss und wie man das zustande bringt. Wenn wir das dann haben, dann schauen wir uns an wie sich dieses dann auf einem Projektionsschirm darstellen würde und dann schauen wir uns an wie es auf einem gekrümmten Schirm, wie von Chief vorgeschlagen, aussieht.

Wenn das dann nicht zu einem Aha-Erlebnis führt, dann weis ich auch nicht.

Es wird, kannst dir sicher sein.
Es wird aber auch an deinen Vorstellungen eine Änderung geben.
Du wirst Licht nicht mehr als "Welle" oder "Strahl" anschauen (können).

Schiefs Vorschlag ist sehr gut, denn er bringt die Voraussetzung für die Striche wie sie beim MMi auftreten.
Diese Striche sind leichter erklärbar wie die Ringe.


Gruss Kurt

[Harald Maurer]

Gleiche Phasenlage zu Beginn, gleiche Frequenz an jedem Ort, und ungleiche Phasenlage am Ende, die Längen ändern sich ja nicht und Äther gibt's nicht.

Ich denke, du vermengst da etwas.
Im original MMI wird nach Phasenverschiebung gesucht. Ohne Äther bei konstantem c ist a priori keine Phasenverschiebung vorhanden, deshalb konstruktive Interferenz im Detektor - und sie ändert sich auch nicht bei Drehung.
Mit Äther ist zu Beginn des Versuchs auch keine Phasenverschiebung vorhanden (das wird mit dem bewegl. Spiegel so eingestellt), sie sollte sich aber bei Drehung ergeben, und die Interferenz verschiebt sich dementsprechend.
Die Frequenzen sind an jedem Punkt des MMI in beiden Fällen unverändert, im ersten Fall sowieso, im zweiten Fall (mit Äther) durch die Doppler-Kompensationen.

Im modernen MM erwartet man eine Frequenzänderung (weil v=c/2l*n und v'=cy/2l *n eben unterschiedliche Frequenzen ergeben. Dabei steht v für Frequenz und n für die Wellenlängenzahl, die in beiden Formeln als gleich angenommen wird. Diese Rechung ist aber falsch, denn es muss auch heißen v=c/lambda und v'=cy/lambda' - und dann kommt in beiden Fällen dieselbe Frequenz heraus. Weil auch hier die Doppler-Kompensationen für eine konstante Frequenz an jedem Punkt des Apparats sorgen und nicht nur die Lichtgeschwindigkeiten sondern auch die Wellenlängen und Wellenlängenzahlen verändert werden.

Die Messprinzipien sind also in beiden Methoden völlig unterschiedlich. Im original MMI geht es um die Laufzeiten, die zwar an jedem Punkt dieselben Frequenzen ergeben, die aber bei Äther um die Laufzeitdifferenzen zeitlich verschoben sind. Im modernen Versuch geht es darum, dass der Resonator mehr Leistung aufnimmt, wenn er mit dem Laser resonant ist und weniger, wenn er es nicht ist und dementsprechend reflektiert er weniger oder mehr Leistung zurück, was sich in einer Amplitudenmodulation (des Signals Erefl) bemerkbar macht. Daraus konstruiert man dann das Fehlersignal.

Die Argumentation von Michelson zu seinem Experiment ist nachvollziehbar.
Die Argumentation der modernen Varianten ist falsch.
Im Original-Michelson-Verfahren wird die Messung aber verfälscht durch geometrische Ursachen am Umlenker.
Und das "moderne" Verfahren mit Resonatoren ist von vornherein verfehlt. Da kommt gar nichts heraus.

Grüße
Harald Maurer

[Ernst]

Tja, nur leider ändert sich die Frequenz in den beiden Resonatoren durch Äthereinfluss nicht. Man rechnet nämlich nur mit den unterschiedlichen Lichtgeschwindigkeiten und beachtet nicht, dass sich die Wellenlängen proportional dazu ändern. Und eine Phasenverschiebung gleichbleibender Frequenzen zueinander erzeugt außerdem gar keine Beatfrequenz. Schon aus dem Messprinzip dieser modernen MM-Versuche erkennt man, dass man sich tatsächlich veränderte Frequenzen erwartet - und das ist Unsinn.

Da übersiehst Du was. Nämlich den Mechanismus des Resonators. Die Resonanzfrequenz erfüllt die Bedingung 2L=n*λ. Dies gilt nun erstmal (im Falle fehlenden Ätherwindes) für eine Frequenz f_r (die Resonanzfrequenz). Was passiert im Resonator bei Ätherwind? Es ergibt sich ein Bild wie folgt

Resonator.jpg (34.44 KiB) 3581-mal betrachtet

Oben die Situation ohne Ätherwind. Der rote Punkt repräsentiert den Phasenwinkel Null der reflektierten einlaufenden Welle. Im Laufweg befindet sich eine ganzzahlige Anzahl von Wellen, hier 4 Wellenzüge. Das ergibt die Resonanz mit der vom Laser eingespeisten Oszillatorfrequenz f1.

Darunter die Situation bei Ätherwind. Immer noch die gleiche vom Laser eingespeiste Frequenz f1. Der rote Punkt repräsentiert wieder die Nullphase des 4. einlaufenden Wellenzuges. Im Laufweg befindet sich nun aber nicht mehr eine ganzzahlige Wellenzahl. Die Frequenz f1 befindet sich nicht mehr in Resonanz mit dem Resonator. Die Regelung des Systems Resonator/Laser zieht daher die Laserfrequenz auf einen solchen Wert f2, welcher wieder eine ganzzahlige Wellenlänge im Laufweg ergibt. So daß der rote Punkt wieder auf den Einlaufpunkt zu liegen kommt.

Da der Äthetwind in beiden Richtungen unterschiedlich auf die Laufzeit wirkt, werden in beiden Armen unterschiedliche f2_h und f2_v der Laserfrequenzen eingeregelt. Deren Differenz ergibt die Beatfrequenz.

Im modernen Versuch geht es darum, dass der Resonator mehr Leistung aufnimmt, wenn er mit dem Laser resonant ist und weniger, wenn er es nicht ist und dementsprechend reflektiert er weniger oder mehr Leistung zurück, was sich in einer Amplitudenmodulation (des Signals Erefl) bemerkbar macht. Daraus konstruiert man dann das Fehlersignal.

Diese Erklärung ist daher überhaupt nicht hinreichend.

Siehe auch: in dieser Arbeit:

Um die Resonatoren abzufragen, werden Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von1064 nm verwendet. Letztere lassen sich über eine Änderung der optischen Weglänge des aktiven Mediums durchstimmen. Vergleichsweise langsam (τ > 1s) geschieht dies mittels Änderung der Temperatur des Laserkristalls, was einen Verstellbereich der Lichtfrequenz von etwa 10GHz erlaubt. Bis etwa 10MHz schnell, dafür aber mit einem maximalen Frequenzversatz von circa 50 MHz, kann der Laser verstimmt werden, indem die Spannung an einem auf dem Laserkristall angebrachten Piezokristall entsprechend moduliert wird. Die Längenänderung des Piezos führt zu kleinen Verformungen des aktiven Mediums des Nd:YAG-Lasers und damit zu einer Modulation seiner Eigenfrequenz.

oder noch besser hier

Der Regelkreis für die Frequenzstabilisierung eines Lasers ist in Abbildung 3.2 zu sehen. Die zu regelnde Größe x ist die Frequenz des Laserlichts νL. Ein Resonator mit der Resonanzfrequenz νR, die die Führungsgröße w darstellt, wird als Frequenz-Diskriminator eingesetzt. Die Abweichung e =νR−νL wird über die Flanke D(ω) in ein Fehlersignal umgewandelt. Dieses Spannungssignal wird über einen Regler mit der Transferfunktion G(ω) verstärkt und mit umgekehrtem Vorzeichen als Stellgröße y auf den Aktuator gegeben. Als Aktuator dient in diesem Fall ein Piezokristall, der durch Druck auf den Laserkristall eine Frequenzänderung mit der Transferfunktion K(ω) bewirken kann.

Gruß
Ernst

[Kurt]

Ein Beobachter vergleicht die Zustände der beiden Lichtsignale an einer gemeinsamen Stelle.
Wenn sich da Unterschiede ergeben dann ist ein Lichtweg anders als der andere.
Und zwar in seiner Länge.

So, an diesem Punkt bin ich nun gespannt, wie denn der ohne Äther zustande kommt. Die MMI-Arme sind mechanisch exakt gleich lang angenommen!

OK- gleich lang.
Nun brauchen wir eine Fläche die der Beobachter, wir, sieht/sehen.
Auf dieser Fläche sollen sich dann die Linien zeigen.
Da ich nicht weiss wie du dir das Zustandkommen der Linien vorstellst hätte ich gerne eine kurze Beschreibung davon.
Es sollen sich ca 2..5 helle Linien ergeben, abgewechselt von dunklen.

Gruss Kurt

[Kurt]

OK- gleich lang.
Nun brauchen wir eine Fläche die der Beobachter, wir, sieht/sehen.
Auf dieser Fläche sollen sich dann die Linien zeigen.
Da ich nicht weiss wie du dir das Zustandkommen der Linien vorstellst hätte ich gerne eine kurze Beschreibung davon.
Es sollen sich ca 2..5 helle Linien ergeben, abgewechselt von dunklen.

Gruss Kurt

Wie ich mir das vorstelle ist wurscht, ich behaupte ja auch nicht, dass sich im MMI durch Unterschiede in den Phasenlagen, durch Zeitdifferenzen usw. Interferenzmuster ergeben.

Wähle eine Darstellung deiner Wahl.

Forderung meinerseits war:
Gleiche Phasenlage zu Beginn, gleiche Frequenz an jedem Ort, und ungleiche Phasenlage am Ende, die Längen ändern sich ja nicht und Äther gibt's nicht.

Wie soll ich dich denn verstehen?

Wie willst du denn feststellen ob die Phasenlagen gleich sind oder nicht, ob sich überhaupt was verändert, obs überhaupt Zusammenhänge der beiden laufenden Lichtsignale gibt?
Wenns keinen Äther gibt wie willst du denn dann die Lichtsignale über die Strecken bringen?
Wer oder was bestimmt dann wie schnell sie, die eine oder die andere, die Strecken überwinden?
Denn aus der Frequenz lässt sich nur rauslesen dass überhaupt was angekommen ist und wie oft das Signal pro Sekunde seine Zustände wiederholt.
Wie schnell das Signal auf der Strecke ist und wie lange es unterwegs war lässt sich damit nicht erkennen.

Gleiche Phasenlage zu Beginn, gleiche Frequenz an jedem Ort, und ungleiche Phasenlage am Ende

Die Frequenz kann ein Zähler darstellen, an jedem Ort wo er misst.
Die Phasenlage nicht, wie willst du diese erkennen?
Wie willst du erkennen ob die Phasenlage am Ende der Lichtwege unterschiedlich ist oder nicht?

Gruss Kurt

[Kurt]

Wie willst du denn feststellen ob die Phasenlagen gleich sind oder nicht, ob sich überhaupt was verändert, obs überhaupt Zusammenhänge der beiden laufenden Lichtsignale gibt?
Wenns keinen Äther gibt wie willst du denn dann die Lichtsignale über die Strecken bringen?

Zur Erinnerung:
Ich war es nicht der einen Äther verneint hat. Ich war es nicht, der unterschiedliche Phasenlagen proklamiert hat um damit Interferenz zu erklären. Meine Auffassung war und ist, MMI kann nichts anzeigen, weil sich die von euch angegebenen Effekte aufheben. Meiner Meinung nach beweisen die mathematischen Beziehungen Doppler dies.

ich habe dich gebeten eine Abbildung zu liefern, leider warte ich noch darauf wie man eine gleiche Frequenz mit gemeinsamen Startpunkt, mit gleicher Frequenz gegeneinander verschiebt bei gleiche mechanischer Länge.

Bevor ich etwas zeichen kann, und meine Zeichenkünste sind sehr begrenzt, muss ich erstmal verstehen was ich zeichen soll.
Dazu brauch ich deine Hilfe und muss deine Vorstellungen kennen.

unterschiedliche Phasenlagen proklamiert hat um damit Interferenz zu erklären

Es kommt darauf an von welche Art Interferenz du redest, darum muss ich es ja wissen.
Es gibt viele Arten von Interferenz.
Ich dachte wir reden über die die beim MMI verwendet wird, die die die Striche ergibt.
Und da bin ich mir nicht sicher welche du dir da vorstellst, ob sie mit den -unseren- harmoniert.
Darum eben der Wunsch: sag/zeig welche Art Interferenz du da -siehst-.


Gruss Kurt

[Ernst]

Das ist die exakte Darstellung dessen, was sich in einem Arm eines MMI abspielt. Es ist selbsterklärend und mit etwas physikalischem Verstand nachvollziehbar. Anzunehemen, die Abstände der Reflexionswände verändern sich, ist Unfug, der nicht kommentiert werden muß.

Ernst

[Kurt]

Es kommt darauf an von welche Art Interferenz du redest, darum muss ich es ja wissen.
Es gibt viele Arten von Interferenz.
Ich dachte wir reden über die die beim MMI verwendet wird, die die die Striche ergibt.
Und da bin ich mir nicht sicher welche du dir da vorstellst, ob sie mit den -unseren- harmoniert.
Darum eben der Wunsch: sag/zeig welche Art Interferenz du da -siehst-.


Gruss Kurt

Nochmal Kurt:

Die Interferenz ist zweitrangig. Ich würde gerne wissen, wie sich deiner/eurer Meinung nach die Wellen zwischen Strahlteiler, Reflektionsspiegel und wieder zurück verhalten. Unter den angegebenen Eckdaten die für dich/euch so klar zu sein scheinen. Die Interferenz ergibt sich vomStrahlteiler zur Projektionsfläche sowieso, weil von da ab eh alles sysmetrisch ist.

Das Bild von Ernst war schon mal falsch. Jetzt wird wahrscheinlich argumentiert, das es beim MMI um Strahlteiler und Spiegel geht und diese haben mit Resonatoren nichts gemeinsam. Ist natürlich falsch. Die Auswertung vielleicht, aber ein Resonator ist im Grunde nichts anderes als ein verkleinerter Arm eines MMI.

Mal ganz brutal: wovon redest du!
Du redest von Wellen, sowas gibts nicht, du redest von Resonanzen in den Armen, solche werden nicht verwendet, sind nicht erwünscht und nicht vorgesehen.

Wir beide betrachten ein ideales MMI.
Da gibts einen idealen Strahlteiler, dieser erzeugt zwei identische "Strahlen", also zwei Lichtsignale die sich in unterschiedlicher Richtung ausbreiten, ausser der Richtung keinen Unterschied aufweisen.
Dann gibt da noch die beiden Spiegel, diese sollen ideal spiegeln, also keinerlei -Eigenleben- haben.
Sie spiegeln das Lichtsignal zurück, in die Richtung wo es hergekommen ist.
Dann gehts mit der Ablenkung eines Signals weiter, diese geschieht beim MMI im Strahlteiler.

Warum soll denn die Interferenz zweitrangig sein?
Sie ist das was -hinten- rauskommt.
Sie zeigt das worums bei MM gegangen ist, immer noch geht.

Die Interferenz ergibt sich vom Strahlteiler zur Projektionsfläche sowieso, weil von da ab eh alles sysmetrisch ist

Nein, die Interferenz ergibt sich erst an der Leuchtfläche, und nur an dieser.
Und darum ist es wichtig dass wir von der gleichen Interferenz reden.

Die Interferenz hat mit den Teilen des MMI überhaupt nichts zu tun!
Zwischen dem Strahlteiler und der Leuchtfläche befinden sich zwei Lichtsignale.
Zwei völlig unabhängige Lichtsignale, zwei die unterschiedliche Wege gegangen sind.
Sie sind dieses auch noch an der Leuchtfläche.
Es gibt keinerlei Zusammenhänge dieser beiden Lichtsignale, es sind zwei seitdem sie den Strahlteiler verlassen haben.
Sie beeinflussen sich auch nicht gegenseitig (MMI ist -ideal-).

Gruss Kurt

[Kurt]

Warum soll denn die Interferenz zweitrangig sein?
Sie ist das was -hinten- rauskommt.

Zweifellos, aber entstehen kann diese nur auf dem Wege zwischen Strahlteiler, Umlenkspiegel und wieder zurück. Da muss es passieren was den Unterschied ausmacht. Also ist alles was davor und dannach passiert zweitrangig.

Nein, die Interferenz entsteht nichtmal auf dem Papier, sie entsteht IM Papier selber.
Strahlteiler Spiegel, Arme, Korrekturglieder, Linsen, Abschwächer....
Sie haben alle nichts mit der Interferenz zu tun.
Das ist sehr wichtig!

Was ist mit der Darstellung? Kommt da noch was, was mir zeigt wie man gleiche Frequenzen beim MMI oder beim Resonator in die Reflektionswände pressen kann. Ich hab leider keine Idee dazu wie das funktionieren könnte.

Natürlich kommt noch was.
Du wirst sehen es ist ganz einfach.
Wir haben beim MMI überall die gleiche Frequenz (solange es nicht gedreht wird).

Lass den Resonator erstmal weg, das ist eine andere Arbeistweise, hat mit dem MMI nichts zu tun.

[Harald Maurer]

Das ist die exakte Darstellung dessen, was sich in einem Arm eines MMI abspielt. Es ist selbsterklärend und mit etwas physikalischem Verstand nachvollziehbar. Anzunehemen, die Abstände der Reflexionswände verändern sich, ist Unfug, der nicht kommentiert werden muß.

Nein, das ist nicht die exakte Darstellung. Es ist das Superpositionsprinzip anzuwenden.
In Bezug zu den bewegten Spiegeln bewegt sich eine verkürzte Welle mit langsamerer Geschwindigkeit und eine gedehnte dagegen mit schnellerer Geschwindigkeit, wobei die Geschwindigkeiten und Wellenlängen stets so zusammenpassen, dass sich dieselben Periodendauern ergeben. Die Addition der beiden Wellen ergibt folglich abermals eine stehende Welle, die sich in nichts von einer stehenden Welle ohne Äther unterscheidet. Denn es ergibt sich eine durchschnittliche Wellenlänge identisch mit der Wellenlänge in Ruhe und eine gleichbleibende Frequenz

lambda = 1/2[lambda'(1-v/c)+lambda'(1+v/c)]=lambda'

Der Resonator verändert seine Eigenfrequenz auch im Äther nicht.
Doppler-Effekt und Superposition kann man nicht einfach negieren!

Grüße
Harald Maurer