Jeszcze raz o interferometrach

Niechlujstwo innych blogerów piszących na ten temat, zmusiło mnie do zabrania głosu w tej sprawie jeszcze raz.

Na czym polega to niechlujstwo?

Na zupełnym ignorowaniu własności światła wykorzystanego w eksperymencie z interferometrami oraz mieszaniu celów, które przyświecały eksperymentowi Michelsona i Michelsona-Morleya.

Takiemu Ludwiczkowi69 to jeszcze mogę wybaczyć, ot głupi i widocznie młody jest więc jeszcze błądzi, ale coś takie, co ustroił Eine w swojej notce "Dla niektórych 130 lat to za mało", to niewybaczalny błąd wołający o pomstę do nieba.

Chcąc naprowadzić autorów notek opisujących interferometr Michelsona i interferometr Sagnaca na tą myśl że w eksperymencie uczestniczy też światło, bez uwzględnienia własności jakiego, jakiekolwiek analizy to zawracanie Wisły kijem, zadawalem pytania pomocnicze, ale każdy pracuje na swojej fali i uparcie gotów opisać każdą nieistotną pierdołę, pozostawiając w cieniu wszystko to, co dla tych eksperymentów i ich oceny ma zasadnicze znaczenie.

Na początek zajmijmy się interferometrem Michelsona. On jest przedstawiony na Rys.1.

Rys.1 Interferometr Michelsona

Poniżej opis:

S – źródło światła monochromatycznego

P – płytka półprzepuszczalna

R1 – pierwsze ramię interferometru

L1 – pierwsze lustro

L2 – drugie lustro

R2 – drugie ramię interferometru

E – Ekran

Eksperyment Michelsona miał za zadanie potwierdzenie istnienia hipotetycznego eteru kosmicznego będącego nośnikiem światła.

Jeśliby eter był nośnikiem światła, to musiałby mieć własności pola, gdyż bezdyskusyjnie było wiadomo, że światło rozchodzi się prostoliniowo i żaden kierunek nie jest wyróżniony.

Musiałby również wziąć do uwagi to, że jeżeli nawet eter istnieje w postaci pola, to jest on nieruchomy. Gdyby był ruchomy, to powodowałby interferencję promieni biegnących od źródła światła, a więc interferometr pokazywałby ciągłą interferencję i nie mógłby być instrumentem pomiarowym.

I jeszcze jedno. Jeżeli eter mógłby wpływać na prędkość światła, to mógłby również powodować jego odchylanie w zależności od turbulencji, jakie miałyby w nim miejsce.

W sumie, eksperyment Michelsona potwierdził tylko to, do czego można było dojść metodą logicznej dedukcji.

W odróżnieniu od tego eksperymentu, doświadczenie Michelsona-Morleya miało na celu wykazanie ruchu Ziemi względem hipotetycznego eteru poprzez porównanie prędkości światła w różnych kierunkach względem kierunku ruchu Ziemi.

Już z tego prostego opisu celów można się zorientować, że Michelsona powinno było interesować to, co się działo ze światłem na ramieniu R2 (zmiana prędkości), a Michelsona-Morleya powinno interesować to co się dzieje ze światłem na ramieniu R1 (odchylenie promienia).

Jeśli w przyrodzie byłby eter i byłby on nośnikiem światła, to … odchyliłby bieg promienia na ramieniu R1 w kierunku na prawo, co pokazano przerywaną strzałką.

Rezultat, ku ździwieniu całego fizycznego świata, był również negatywny. Dalej rozpoczęły się spekulacje mające doprowadzić do wyjaśnienia tego zaskakującego rezultatu.

Jedną z nich przedstawił Lorentz, który był mistrzem naginania rzeczywistości pod swoje matematyczne sztuczki. On zaproponował, że ruch ciała względem eteru skraca ich długość o pewną wielkość.

Była to bardzo wygodna interpretacja i dlatego ją właśnie wykorzystał Einstein, przy argumentowaniu … nie wiadomo czego (jeśli ktoś wie czego, to jest proszony o przedstawienie swojego zdania w komentarzu).

W 1913 r. francuski uczony G. Sagnac skonstruował zmodyfikowany interferometr Michelsona i podjął się przy jego pomocy dokazać, że możliwe będzie wykazanie ruchu Ziemi względem eteru.

Rys. 2 Interferometr Sagnaca

Poniżej opis budowy interferometru Sagnaca i zasady jego działania:

S – źródło światła monochromatycznego

P – płytka półprzepuszczalna

R1 – pierwsze ramię interferometru

L1 – pierwsze lustro

L2 – drugie lustro

R2 – drugie ramię interferometru

E – Ekran

     – kierunek obrotu interferometru    

Strzałki przerywaną linią – błędne wyobrażenie o tym co się dzieje w interferometrze Sagnaca prezentowane przez Ludwiczek69 w jego notce "Doświadczenie Sagnaca, upadła grafika-starcie 1"

Światło padając na płytkę półprzepuszczalną P rozdziela się na dwa promienie, które w układzie interferometru propagują się po tej samej drodze lecz w przeciwnych kierunkach. Promienie łączą się ponownie na płytce P i interferują za płytką, obraz interferencyjny można obserwować na ekranie E. Różnica faz obu wiązek ulega zmianie, gdy interferometr obraca się. Różnica faz wynika z tego, że w obracającym się układzie układ "ucieka" przed wiązką, a dla drugiej "biegnie do niej".

Bardzo ciekawy eksperyment, ale … nie wykazujący czy Ziemia się kręci, czy nie.

Wprawdzie w swojej pracy "The Ether-Drift Experiment and the Determination of the Absolute Motion of the Earth", Dayton C. Miller pisze, że eksperyment Sagnaca obalił drugi postulat Einsteina i całą szczególną teorię względności, ale ja jestem przekonany, że eksperymentem tym Sagnac nie był wstanie stwierdzić, czy Ziemia się kręci czy nie.

W 1925 roku interferometr Sagnaca zastosowali w swoim eksperymencie Michelson i Gal, którzy jako swoje laboratorium wykorzystali wirującą Ziemię, ale ja jestem pewien, że ten eksperyment nie był przeprowadzony prawidłowo.

Po uważnej analizie budowy i pracy interferometru Sagnaca, doszedłem do wniosku, że on spełniłby swoją funkcję, to jest wykazałby ruch obrotowy Ziemi, jeśli byłby zainstalowany na biegunie. I to nie byle jak zainstalowany. Oś Ziemi powinna przejść przez środek strzałki pokazującej kierunek obrotu interferometru.

Tylko wtedy, gdy płytka półprzepuszczająca obraca się dookoła osi obrotu, interferometr wykaże ruch. Lustra nie odgrywają żadnej roli. Zamiast nich przecież można zastosować światłowód.