Experimento Dem Ichelson Morley

EXPERIMENTO DE MICHELSON Y MORLEY (1887).

Este experimento fue uno de los más importantes y famosos de la historia de la física. Realizado en 1887 por Albert Abraham Michelson (Premio Nobel de Física, 1907) y Edward Morley, considerado como la primera prueba contra la teoría del éter. El resultado del experimento constituiría posteriormente la base experimental de la teoría de la relatividad especial de Einstein.

¿Por qué se hizo?

La teoría física del final del siglo XIX postulaba que, al igual que las olas y el sonido que son ondas que necesitan un medio para transportarse (como el agua o el aire), la luz también necesitaría un medio, llamado "éter". Como la velocidad de la luz es tan grande, diseñar un experimento para detectar la presencia del éter era muy difícil.

El propósito de Michelson y Morley era medir la velocidad relativa a la que se mueve la Tierra con respecto al éter. Cada año, la Tierra recorre una distancia enorme en su órbita alrededor del Sol a una velocidad de 30 km/s (más de 100.000 km/h). Se creía que la dirección del "viento del éter" con respecto a la posición de nuestra estrella variaría al medirse desde la Tierra, y así podría ser detectado.

Por esta razón, y para evitar los efectos que podría provocar el Sol en el "viento" al moverse por el espacio, el experimento debería llevarse a cabo en varios momentos del año.

DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO

En la base de un edificio cercano al nivel del mar, Michelson y Morley construyeron lo que se conoce como el interferómetro de Michelson. Se compone de una lente semi-plateada o semi-espejo, que divide la luz monocromática en dos haces de luz que viajan en un determinado ángulo el uno respecto al otro.

Con esto se lograba enviar simultáneamente dos rayos de luz (procedentes de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales (o caminos ópticos iguales) y recogerlos en un punto común, en donde se crea un patrón de interferencia que depende de la velocidad de la luz en los dos brazos del interferómetro. Cualquier diferencia en esta velocidad (provocada por la diferente dirección de movimiento de la luz con respecto al movimiento del éter) sería detectada.

La distancia entre los espejos y el semi-espejo tiene una longitud "L", es decir, el "Recorrido 1" es igual al "Recorrido 2".

Existe una diferencia entre los recorridos 1 y 2 observados en la Tierra y fuera de la Tierra (observador externo). Los recorridos para el observador externo (fuera del planeta), el cual está en reposo, serán:

Como:

Se tiene entonces:

Finalmente, obtenemos después de simplificar, que el Recorrido 1 es igual a:

Para obtener el Recorrido 2 se tiene lo siguiente:

Para hallar t1 y t2 se puede suponer que a la ida (t1) la luz va a una velocidad c-v y la distancia sigue siendo L, e igualmente para la vuelta (t2) se puede suponer que la velocidad es c+v y la distancia L. Entonces se tiene que: t1=l/(c-v) y t2=l/(c+v):

• El tiempo empleado por el barco a favor de la corriente y contra corriente, según la interpretación de Michelson y Morley, estaría dado por:

• El tiempo empleado por el barco que se desplaza en ángulo recto, para Michelson y Morley es:

• La diferencia en el tiempo sería:

=

EL ETER

El éter era una hipotética sustancia extremadamente ligera que se creía que ocupaba todos los espacios vacíos como un fluido.

El éter en la filosofía de Aristóteles

Para Aristóteles (384–322 a. C.) el éter era el elemento material del que estaba compuesto el llamado mundo supra lunar, mientras que el mundo sublunar está formado por los famosos cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego.

A diferencia de éstos, el éter es para Aristóteles un elemento más sutil y más ligero, más perfecto que los otros cuatro (la física de Aristóteles es cualitativa, más que cuantitativa)

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