Michelson Morley Experiment

[Kurt]

Solltest Du da einsteigen wollen, hilft also ein "zusammenhangloses" Zitat gar nix - dann mach einen eigenen Thread auf.

Hier ist er.

viewtopic.php?f=15&p=71053#p71053


Kurt

[Kurt]

Darauf komme ich auch, wenn ich in meine Rechnung die richtigen Geschwindigkeiten einsetze. Das läuft dann auf v=c*(t1-t2)/(t1+t2) heraus und man bekommt t1/t2=(c+v)/(c-v), was sich mit deinem Ergebnis deckt. Sieht nach Doppler aus, oder?

Setz mal solche Formeln ein die nicht Doppler produzieren, dann liegst du vielleicht richtiger.


Kurt


(es ist aber egal was du einsetzt, das Nichtserkennen vom MMI hat eine ganz simple Ursache)

[fallili]

Darauf komme ich auch, wenn ich in meine Rechnung die richtigen Geschwindigkeiten einsetze. Das läuft dann auf v=c*(t1-t2)/(t1+t2) heraus und man bekommt t1/t2=(c+v)/(c-v), was sich mit deinem Ergebnis deckt. Sieht nach Doppler aus, oder?

Ja sieht nach Doppler aus ( ist aber keiner sondern Laufzeitunterschied) und man braucht auf den ersten Blick gar keinen "Querarm" - man muss ja die rücklaufenden Wellen nur mit den ausgehenden vergleichen.

Frage: Wozu also der Querarm?

Die Antwort liegt in folgendem Problem:
Wie weiß ich wie weit der Spiegel entfernt ist?
Eine viertel Wellenlänge Ungenauigkeit macht für Hin-und Rückweg schon eine halbe aus und schon hab ich eine Auslöschung.
Nicht wegen eines "Äthers" sondern weil meine Messordnung ungenau ist.

Wie also messe ich den Abstand des Spiegels?
Ein so genaues Maßband zum Anlegen gibt es nicht.
Mit Laser - so wie man heutzutage Abstände misst? Damit verwende ich sozusagen genau das zur Abstandsmessung was ich eigentlich bestimmen will.

Noch mal die Frage: Wie weiß ich wie weit der Spiegel entfernt ist?

Antwort: Ich muss es nicht wissen.

Deshalb der Querarm ! Die Laufzeiten sind auf Längs- und Querarm unterschiedlich !!!!!!!!!!!!!!!!

Also wird beim ersten Einschalten garantiert irgend eine Kombination der beiden Lichtstrahlen auftauchen.
Egal was es ist - positive oder negative Interferenz oder irgendwas dazwischen - das ist egal. Nun wird die Apparatur langsam gedreht (deswegen war sie auch auf einem Quecksilberbad aufgebaut, so weit ich weiß).

Passiert nun irgendwas am Interferenzbild dann gibt es einen Äther, passiert nix, dann gibt's keinen!

Wir müssen also nicht wissen, wie lange die beiden Arme sind - der Äther müsste sich je nach Position während der Drehung unterschiedlich auf die Laufzeiten auswirken und man müsste während der Drehung was erkennen !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1

[Hannes]

Chief,

Nein, passiert nix, dann ruht der Äther relativ zur Erde. Das heißt dann, man muss eine Messung mit einer bewegten Anordnung vornehmen. Aber das will man nicht!

------- da würde sich endlich die wahre Sachlage herausstellen.
Wenn der Wind steht,kann ich nicht sagen, es gibt keinen Wind.

Gibt es eine bewegte Messanordnung überhaupt? Wir haben doch vor einigen Jahren schon darüber gesprochen. Müsste wirklich nicht das größte Problem sein, in die ISS eine soche Anordnung einzubauen, wenn man will.
Mit Gruß
Hannes

[Harald Maurer]

Haralds Kämme dürfen sich also durch unterschiedliche Mediengeschwindigkeiten nicht gegeneinander verschieben. Darum geht's. Aber irgendwie sehe ich das noch nicht.

Muss man halt genau hinschauen!
Da muss man auch keine "durchschnittliche LG" konstruieren, sondern sich einfach ansehen, wie diese Kompensation von v des Apparates im Medium vonstatten geht. Das ist die logische Sichtweise, denn bei einem Absolutmedium ist es logisch, dass wir uns in diesem Medium bewegen, wogegen es eher seltsam wäre, anzunehmen, dass uns das Universum um die Ohren fliegt...

Wir sehen uns das daher im Bezugssystem des Mediums an!
Die Annahmen:
Es gibt ein ruhendes (absolutes) Medium.
EM-Wellen breiten sich bezogen auf dieses Medium konstant mit c aus.
Jede Welle sieht nach jeder vollen Periode wieder gleich aus wie zuvor.
Alle Amplituden gleichen einander und sind nicht moduliert.

kompensation_von_v_3.jpg (13.57 KiB) 4952-mal betrachtet

Die obere Welle breitet sich in einer im Medium ruhenden Anordnung aus. In der Mitte ein Oszillator, links und rechts jeweils ein Empfänger, z.B. ein Spiegel, symbolisiert durch die roten senkrechten Striche. Jeweils eine Welle breitet sich nach links und rechts mit c aus. Die beiden roten Striche werden also z.B. in gleichem Zustand von jeweils einer Amplitude gleichzeitig erreicht. Beide Spiegel würden demnach gleichzeitig die Welle reflektieren. Die Interpretation dieser Gleichzeitigkeit würde lauten, dass das Licht zu jedem Spiegel die gleiche Geschwindigkeit c hatte.

Die untere Darstellung zeigt dieselbe Anordnung nach rechts bewegt im Medium. Die sich nach links bewegenden Amplituden werden in größeren Abständen in das Medium gesetzt, die nach rechts laufenden in kürzeren. Der Faktor dieser Veränderung der Wellenlängen ist in beiden Richtungen derselbe und ergibt sich aus v der Sender-Spiegel-Anordnung im Medium. Auch diese veränderten Wellen (gewissermaßen jeweils ein halber Doppler-Effekt) breiten sich mit c bezogen zum Medium aus.

Würde gegen diese Wellenausbreitung eine Spiegel Anordnung ruhen, so würde der linke Spiegel die Welle rotverschoben und der rechte Spiegel die Welle blauverschoben empfangen. Und wir sehen auch, dass bezogen auf eine ruhende Anordnung links eine Amplitude später am Spiegel ankommen würde, wogegen am rechten Spiegel eine Amplitude schon früher angekommen wäre. Aber die Anordnung ist mit v bewegt und läuft der linken Amplitude entgegen, die deshalb um vt früher ankommt als an einem ruhenden Spiegel. Der Amplitude rechts, die früher am ruhenden Spiegel angekommen wäre, läuft der Spiegel davon und die Amplitude kommt daher um vt später an als im ruhenden Fall. Das Ergebnis ist: gleichzeitige Ankunft einer Amplitude bei jedem Spiegel, gleichzeitige Reflexion. Die Interpretation dieser Gleichzeitigkeit würde lauten (falls man die Ursache nicht kennt!), dass das Licht zu jedem Spiegel die gleiche Geschwindigkeit hatte! Und die Feststellung, dass sowohl in der ruhenden als auch in der bewegten Anordnung die Spiegel gleichzeitig erreicht werden, mündet letztlich im Postulat der Konstanz der LG in jedem Inertialsystem. Und ebenso irreführend, dass ein Medium nicht existiere!

Diese Kompensation der Bewegung im Medium findet im MMI auf diese Weise statt, wenn ein Medium vorliegt und dieses Medium kann daher mit dieser Versuchsmethode nicht detektiert werden. Da sich ja offenbar das Medium nicht erkennbar auswirkt. Ob bewegt oder unbewegt, die Auswertung der Reflexionen, die sich nie verändern, ergibt ja immer dasselbe Resultat.

Wer nun in Unkenntnis dieser Doppler-Prozesse hergeht, und naiv die Laufzeiten einer bestimmten Amplitude mit c+v bzw. c-v berechnet, erhält fälschlicherweise ungleichzeitige Reflexionen, woraus Phasenverschiebungen resultieren sollten, die er natürlich nicht vorfindet. "Es gibt keinen Äther" ist seine Conclusio, und dabei übersieht er ein wesentliches Faktum: die Amplituden, die in der bewegten Situation gleichzeitig reflektiert werden, müssen nicht dieselben sein wie in der ruhenden Situation. Eine Verfolgung ausgewählter Amplituden und die Berechnung derer Laufzeiten ist daher völlig sinnlos.

Wie gesagt, wenn ich mit zwei Fingern die Zähne eines bewegten Kamms berühre, und ich berühre bei jeder Geschwindigkeit zwei Zähne gleichzeitig in stets gleicher Frequenz, so habe ich keine Möglichkeit, die wahre Geschwindigkeit der Zähne zu berechnen. Sie wird immer gleich sein! Ich würde aber bei einem realen Kamm, dessen Zahnabstände konstant bleiben, die Geschwindigkeit an der Veränderung der Frequenz erkennen. Das geht aber beim MMI im Medium leider nicht, weil sich hier mit jeder Geschwindigkeitsveränderung auch die Wellenlängen dementsprechend so ergeben, dass die Freqenz konstant bleibt. Und da dies eben bei jeder Geschwindigkeit der Fall ist, ist eine Herumrechnerei mit irgendwelchen "Laufzeiten" mit v+/-c falsch und führt zu unrichtigen Folgerungen.

Wer dieses Kompensationsprinzip mal verstanden hat, wird auch kein Problem damit haben, zu sehen, wie dieses Verschwinden von v_medium auch im senkrechten Arm des MMI funktioniert bzw. in jeder Lage des Apparats. Diese Strecke vt, um welche die Amplituden verschoben werden und just diese Verschiebung wieder um vt aufgehoben wird durch Bewegung des Empfängers, ist des Rätsels Lösung. Und die Mathematik dazu gibt es ohnehin schon lange.

Wieso die Emissionsvertreter, Relativitätsgläubigen und jene mit dem Äther im Reisekoffer nicht wissen wollen, was es bedeutet, dass alle Geschwindigkeiten in diesen Formeln verschwinden, ist klar. Denn das bedeutet: es gibt keinen Unterschied zwischen Ruhe oder Bewegung im Äther.

Grüße
Harald Maurer

[Kurt]

kompensation_von_v_3.jpg

Die obere Welle breitet sich in einer im Medium ruhenden Anordnung aus. In der Mitte ein Oszillator, links und rechts jeweils ein Empfänger, z.B. ein Spiegel, symbolisiert durch die roten senkrechten Striche. Jeweils eine Welle breitet sich nach links und rechts mit c aus. Die beiden roten Striche werden also z.B. in gleichem Zustand von jeweils einer Amplitude gleichzeitig erreicht. Beide Spiegel würden demnach gleichzeitig die Welle reflektieren. Die Interpretation dieser Gleichzeitigkeit würde lauten, dass das Licht zu jedem Spiegel die gleiche Geschwindigkeit c hatte.

Die untere Darstellung zeigt dieselbe Anordnung nach rechts bewegt im Medium. Die sich nach links bewegenden Amplituden werden in größeren Abständen in das Medium gesetzt, die nach rechts laufenden in kürzeren. Der Faktor dieser Veränderung der Wellenlängen ist in beiden Richtungen derselbe und ergibt sich aus v der Sender-Spiegel-Anordnung im Medium. Auch diese veränderten Wellen (gewissermaßen jeweils ein halber Doppler-Effekt) breiten sich mit c bezogen zum Medium aus.

Würde gegen diese Wellenausbreitung eine Spiegel Anordnung ruhen, so würde der linke Spiegel die Welle rotverschoben und der rechte Spiegel die Welle blauverschoben empfangen.

Nein!

Links und rechts wird die gleiche Frequenz, nämlich die Sendefrequenz, empfangen.
Es besteht keinerlei Differenzbewegung zwischen Sender und Empfänger(n)/Spiegeln und auch das Mediumverhalten ändert sich nicht, darum auch kein Doppler!


Kurt

(ausserdem ist Licht longitudinal, all die vielen "Wellen" die hier schon eingestellt wurden sind falsch, sie suggerrieren Umstände die nicht sind)

[fallili]

@All und @Hannes

Es freut mich, das Ihr mir mal prinzipiell nicht bei der Funktion widersprecht (oder kommt das noch) sondern nur feststellt, dass das Ergebnis auch aussagen kann, dass der Äther auch relativ zur Erde ruhen kann.
Absolut richtig!

Daher lautet die nächste Aufgabe sicher: Wie stell ich fest ob der "Äther" von der Erde mitgeführt wird, bzw. welche Auswirkungen müsste es haben wenn ein mitgeführter Äther existieren würde?
Da ich der Meinung bin, dass ein mitgeführter Äther nicht existiert, könnte man lange darüber diskutieren warum - da würde ich Euch aber einen eigenen Thread dafür empfehlen.

@Harald

MM wollten einen Effekt durch eine Anordnung mittels Interferenz nachweisen.
Du beschreibst ausführlich, bzw. gibst die Rechnung an um nachzuweisen, dass f(bewegt) = f(ruhend).
Ja und? Das macht eine Interferenz-Auswertung wesentlich einfacher wenn wir die Überlagerung von 2 gleichfrequenten Wellen anschaun müssen.
Ich versteh nicht, warum Du Dich so mit der Frequenzbetrachtung beschäftigst und Laufzeitunterschiede völlig weglässt.

Zu Deinen Grafiken hast Du selbst ausgesagt, das der rechte Teil die Situation beim Hinweg aufzeigt, der linke Teil zeigt dann die Situation beim Rückweg. So seh ich das auch.
Und bei deinem Kompensationsbild, wo ruhende und bewegte Wellen nun beide im Vergleich dargestellt werden, sieht man ja die Unterschiede.

Bei der Darstellung des bewegten Systems ist es in der Grafik das 5te Wellenmaximum das gerade zu einem bestimmten Zeitpunkt gespiegelt wird, bei der ruhenden Darstellung ist es das 4te Maximum das zu dem selben Zeitpunkt gespiegelt würde.

Man sieht also schon in Deiner Grafik, das ein Unterschied besteht.

Nun hast Du das unglücklicherweise so gezeichnet, als würden an den beiden Spiegeln (die beiden roten Striche rechts) die Wellen in der selben Phasenlage ankommen.

Das bitte musste Du aber erst beweisen: Dass unabhängig von v die Phasenlagen der Wellen an diesen beiden Spiegeln identisch sind!
(und in der Folge dann auch am Empfänger !)
Gezeichnet ist so eine Momentaufnahme schnell nach eigenem Gutdünken - aber der Beweis wird Dir nicht gelingen.
Die Phasenlage der Signale an den beiden Spiegeln ist von v abhängig und unterschiedlich (würd mich überraschen wenn es nicht so wäre)

Da ich kein Simulationsprogramm habe und das für verschiedene v getrennt in Listen angeben müsste, wäre das eine durchaus einfache Aufgabe für die Leute mit Simulationsprogramm.

[fallili]

Also ich versuch mir das Ganze etwas einfacher vorzustellen.
Harald weiß wovon er redet, daher macht es mich etwas "wirr" wenn er so vehement anderer Meinung ist.

Deshalb möchte ich das ganz simpel und möglichst einfach nachvollziehbar machen.
MMI - Arme 300 000 km lang, 1 Hz Frequenz ( elmag. Welll ist elmag.Welle muss also für jede Frequenz klappen), v = 0,5 c
Eine einzelne Welle wird betrachtet. Sender und Empfänger in einem Kästchen ( also immer am selben Ort)
Start der Signalaussendung 12:00:00 mit "Äther" als Medium.

Längsarm:
12:00:02 Wellenbeginn trifft am vorderen Spiegel ein ( v relativ 0,5 c) und wird reflektiert.
12:00:02,66 Wellenbeginn trifft wieder beim Empfänger ein (v relativ 1,5 c)

12:00:03 Wellenende trifft am vorderen Spiegel ein.
12:00:03,66 Wellenende trifft wieder beim Empfänger ein

Querarm:
Die zu bewältigende Strecke ist 335 000 km (Wurzel aus 300^2 + 150^2) das Licht braucht also 1,118 Sekunden sowohl für hin als auch für zurück.

12:00:01,118 Wellenbeginn trifft am Querspiegel ein
12:00:02,236 Wellenbeginn trifft wieder am Empfänger ein

12:00:02,118 Wellenende trifft am Querspiegel ein.
12:00:03,236 Wellenende trifft am Emfänger ein.


Am Empfänger kann man also vergleichen:
Der Anfang der "Längswelle" kommt um 0,424 Sekunden später an als der Anfang der "Querwelle" (Querw. nach 2,236 Sekunden, Längsw. nach 2,66 Sekunden). Für das Ende der Wellen gilt das Gleiche und natürlich für jeden einzelnen Punkt der Welle.

Dann drehen wir das Ganze MMI um 45 ° und ich muss wohl nicht alles einzeln rechnen, weil es einsichtig ist, dass nun Wellenanfang und Wellenenden gleichzeitig eintreffen müssen.

Also wenn daher beim MMI keine detektierbare Phasenverschiebung auftritt, weiß ich auch nicht.

(Hoffe keinen blöden Fehler bei den simplen Rechnungen gemacht zu haben)

[Harald Maurer]

Das bitte musste Du aber erst beweisen: Dass unabhängig von v die Phasenlagen der Wellen an diesen beiden Spiegeln identisch sind!

Eine einmal vorliegende Phasensituation an den Spiegeln kann sich nicht verändern, wenn die Strecken vt, um welche die Phasen durch die Senderbewegung verschoben werden um ganz die selben Beträge vt von den Empfängern egalisiert - also exakt aufgehoben werden.
Wenn 2 Spiegel gleichzeitig eine Phase reflektieren, dann haben sie diese Phase auch gleichzeitig in gleicher Lage empfangen, das ist ja wohl keine Frage. Wenn die Spiegel dies weiterhin unabhängig von v tun, dann kann sich die Phasenlage nicht verändert haben, denn wäre sie verändert, wäre die Reflexion eben nicht mehr gleichzeitig.
Nun kommt es nicht auf gleichzeitig oder ungleichzeitig an, sondern nur darauf, dass eine Veränderung von v eine einmal gegebene Situation nicht verändert. Die Arme eines MMI können also durchaus ungleich lang sein, dann reflektieren die Spiegel eben nicht gleichzeitig sondern in einem bestimmten zeitlichen Verhältnis. Und dieses Verhältnis zueinander verändert sich eben bei Drehung des Apparats nicht, weil dieser Mechanismus, dass sich die Wellenlängenveränderung wieder exakt aufhebt, in jeder Lage funktioniert. Hat man mal eine schöne sichtbare Interferenz eingestellt, so bleibt das so - denn es kann keinen Unterschied abhängig von v geben.
Wer diesen Mechanismus einmal verstanden hat und ihm in meinem Beispiel dieses frühere und spätere Eintreffen der Amplituden auffällt, das durch die Bewegung der Spiegel wieder zur Gleichzeitigkeit zurechtgezogen wird, versteht auch sofort, wo die Lorentztransformation herkommt. Denn wenn man diesen Ausgleichseffekt negiert und c invariant postuliert, weil es ja so aussieht, dann taucht dieses "früher und später" prompt als Relativität der Gleichzeitigkeit auf mit den daraus folgenden bizarren Konsequenzen LK und ZD. Und daher können diese MM-Experimente alles "beweisen", die Emissionstheorie ebenso wie den mitgeführten Äther oder die SRT. Aber gerade das, was der Zweck dieser Versuche ist, können sie nicht: beweisen, dass kein absolutes Medium existiert!

Ich sehe, Du hast inzwischen gerechnet und den Verlauf ganz bestimmter Amplituden, nämlich den "Anfang" der Wellen verfolgt und unterschiedliche Laufzeiten erhalten. Ganz richtig! Genau deshalb haben wir im Jupiter-Experiment nicht nach Phasenverschiebungen gesucht, sondern die Laufzeiten markierter (modulierter) Amplituden gemessen. Doch das findet im MMI ja nicht statt. Jetzt noch einmal die Skizze:

Wenn Du nun in der oberen Darstellung jeweils die Amplituden auswählst, die gerade die Spiegel erreichen (jeweils die 4. in beiden Richtungen) und ihnen ein Mascherl verleihst, dann wirst Du in der unteren Darstellung sehen, dass diese markierte Amplitude rechts den Spiegel noch nicht erreicht hat und ihn nach einer Periode erreichen wird. Suchst Du links nach der entsprechend markierten Amplitude, wirst Du sehen, dass sie den Spiegel vor einer Periode schon erreicht hatte! Diese markierten Amplituden sind zwar ungleichzeitig angekommen - würden aber im Takt der Perioden (ebenso wie alle anderen Amplituden!) reflektiert geworden sein. Haben die Amplituden ein Mascherl, dann könntest Du ihre Laufzeiten messen. Aber was machst Du, wenn sie kein Mascherl haben? Wie unterscheidest Du sie von allen anderen Amplituden, die samt und sonders im Periodentakt am Spiegel ankommen? Es sind also die konstanten Periodendauern ununterscheidbarer Wellenzüge, die eine direkte Messung der Laufzeit verhindern. Und am Interferenzmuster wirst Du nicht mehr sehen können, wann der Anfang einer Welle durchgefahren ist.
Eine Frage gibt es da noch, die zu beantworten wäre. Mal sehen, ob sie kommt ...

Grüße
Harald Maurer

[fallili]

Weiß noch nicht welche Frage Du erwartest aber ich komm mit Deiner Anschauuung der "rechten und linken" Wellen nicht klar.
Das sind doch, wie Du selber mal geschrieben hast nur Betrachtungen von Hin- und Rückweg.
Daher ist das Einzige was ich aus den unteren Wellenlinien entnehmen kann, dass, wenn man den Rückweg auch verfolgt, diese "5te Welle" wieder am Empfänger ankommt wenn dort die "8te Welle" (5 +3) losgeschickt wird.

Sagt aber meiner Meinung nach alles nix über den Zusammenhang und den Unterschied zwischen den oben und unten dargestellten Wellen aus. Und der wäre für die Interferenz ja von Bedeutung.