Ph 12

Versuche

Versuchsanordnung von Michelson und Morley

Bereits seit Beginn des 19. Jahrhunderts wusste man, dass Licht sich wie Wellen ausbreitet. Alle anderen bekannten Wellen (Wasserwellen, Druckwellen, Schallwellen) waren an ein Medium gebunden. Daher nahm man an, dass auch das Licht an irgendeine Form von Medium gebunden war, das offensichtlich unsichtbar war. Dieses Medium wurde Lichtäther genannt. Es wurde angenommen, dass sich der Äther selbst in absoluter Ruhe befindet und sich jeder Körper, also auch die Erde, mit einer bestimmten Geschwindigkeit relativ dazu bewegt. Dass sich die Erde gegenüber dem Lichtäther bewegt und nicht der Lichtäther mit der Erde ganz oder teilweise mittransportiert wurde erkannte man aus der Aberration der Sterne.

Die beiden Physiker Albert Abraham Michelson und Edward Williams Morley wollten 1887 die Geschwindigkeit der Erde in diesem Äther mit Hilfe von Lichtstrahlen bestimmen. Dafür bauten sie ein äußerst genaues Messinstrument, ein so genanntes Interferometer.
Die Idee dahinter: Die Geschwindigkeit des Lichtes wird in zwei verschiedene Richtungen gemessen, einmal in Bewegungsrichtung der Erde und einmal senkrecht dazu und miteinander verglichen. Das Licht, das sich in Richtung der Erdbewegung hin und zurück bewegt, müsste langsamer sein, als das, das senkrecht dazu bewegt wird.

Links ein modernes Interferometer mit Laser und Beobachtungsschirm für Interferenzmuster.


Doch so sorgfältig die beiden Forscher ihre Messungen auch ausführten, sie konnten keinen Unterschied in der Geschwindigkeit feststellen. Die Lichtgeschwindigkeit blieb konstant.
Michelson und Morley ließen die Lichtstrahlen - um einen längeren Weg zu haben - mehrfach hin und her reflektieren, bis beide Lichtstrahlen vereint in ein Mikroskop zur Beobachtung trafen. Sie bauten ihre Messanordnung auf eine Steinplatte, die auf einem Quecksilbersee schwamm. Auf diese Weise konnten sie die Anordnung erschütterungsfrei drehen und so die Bewegungsrichtung der Erde bezüglich des Experiments verändern.

Rechts eine Zeichnung der Originalanordnung.

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