Postulaty STW - Centrum Fizyki Teoretycznej PAN

Postulaty STW
Galileusz
Einstein
• Nie ma absolutnej prędkości
(prędkość jednego układu
zawsze mierzymy względem
prędkości innego układu,
inaczej się nie da).
• Wyniki doświadczeń nie zależą
od prędkości układu doświadczalnego względem innych
układów.
• Błędna jest więc opinia, jakoby
istniały tzw. absolutne układy
odniesienia.
• Prędkość światła (w próżni)
mierzona przez dowolnego
obserwatora jest stała i równa:
c = 299 792 458 m/s.
• Nie zależy ona ani od prędkości
źródła, ani od prędkości
obserwatora.
Uwaga: mówimy o prędkości światła w próżni.
W ośrodkach materialnych światło może się
poruszać wolniej!
To założenie Szczególnej Teorii
Względności zostało wielokrotnie potwierdzone doświadczalnie. Pierwszy
raz przez Michelsona i Morleya.
Doświadczenie Michelsona-Morleya
Gdyby eter istniał, to prędkość światła wysyłanego z Ziemi byłaby różna w zależności od tego, czy światło byłoby wysyłane zgodnie z ruchem eteru względem Ziemi, czy w przeciwnym kierunku (tak jak prędkość z jaką roznosi się
głos zależy od tego, czy wiatr wieje nam w twarz, czy w plecy).
W doświadczeniu M.-M. światło wysłane ze źródła Z, a następnie rozdzielone
na dwa promienie płytką światłodzielącą P, przebiegało dwie trasy o różnej
długości (A i B), zakończone lustrami odbijającymi je z powrotem. Różnica
długości tras powodowała wzmacnianie albo wygaszanie się światła po zebraniu
obu promieni do detektora (zjawisko interferencji). Na ekranie umieszczonym w odpowiednim miejscu widać było prążki interferencyjne.
Ponieważ trasy były prostopadłe do siebie, to światło biegnące trasą A miałoby inną średnią prędkość względem eteru niż światło biegnące trasą B.
Wpływałoby to na mierzoną interferencję promieni. Obracanie aparatu
dookoła własnej osi przy ustalonej długości tras A i B powinno więc zmieniać natężenie mierzonego światła.
Nie stwierdzono takiego efektu.
Aparat doświadczalny
Michelsona i Morleya 
 Prążki interferencyjne z dośw. M.-M.
A
P
Z
B
detektor
Ciekawe
• Dośw. M-M było powtarzane
przez kilkadziesiąt lat, dając
ten sam wynik z coraz większą
dokładnością!
• W innych doświadczeniach
stwierdzono, że zmiana prędkości źródła względem detektora nie zmienia mierzonej
prędkości światła.
• Albert Abraham Michelson był
polskim Żydem, urodził się w
1852 r. w Strzelnie (Kujawy).
Centrum Fizyki Teoretycznej PAN
Punkt RELATYWISTYCZNY
IX Piknik Naukowy, 4 czerwca 2005 r.
ra
st
lu
Albert Abraham Michelson i Edward Morley chcieli zmierzyć prędkość Ziemi
względem hipotetycznego eteru, który miał być medium niosącym fale
świetlne (tak jak powietrze jest medium dla fal dźwięku).