Experiencia de Michelson-Morley

En el siglo XIX se comprueba la naturaleza ondulatoria de la luz. Como las ondas conocidas hasta entonces necesitaban de un medio material para propagarse, también se pensaba en ña necesidad de un medio material para las ondas electromagnéticas. Se supuso la existencia de un medio potético, llamado éter, que además sería un sistema de referencia en reposo absoluto, siendo la velocidad de la luz con respecto a el de 300.000 km/s. Este éter estaría llenando todo el espacio y la Tierra, se movería con respecto a el con una velocidad, y  este movimiento influiría en la velocidad de la luz.

Así, para un observador situado sobre la Tierra, suponiendo que esta se mueve en la misma dirección u sentido que la luz, con una velocidad respecto al éter; la  velocidad de la luz con respecto a la tierra, es según la adición clásica de velocidades, la diferencia entre la velocidad de la luz con respecto al eter que estaría en reposo absoluto , y la velocidad del observador.

Si la tierra se moviera en la misma dirección y en sentido contrario al de la luz, sería la suma de los dos factores citados anteriormente.

Esto es lo que ocurre con las ondas mecánicas: si el observador se mueve con respecto al medio en que se propaga una onda mecánica, la velocidad medida es distinta de la que se obtiene cuando se encuentra en reposo.

Si se midiese la velocidad de la luz ciando esta tiene el sentido de movimiento de la Tierra, se conocería la velocidad de la tierra con respecto al sistema de referencia, éter.

Por otra parte, si la velocidad de la luz fuese distinta para diferentes sistemas de referencia inerciales, las ecuaciones de Maxwell serían válidas para el sistema de referencia éter (que estaría en reposo absoluto) y para cualquier otro que estuviera en reposo con respecto a el, pero tendrían que modificarse para otros sistemas que se moviesen con respecto al éter.

Resulta interesante medir la velocidad de la luz en distintos sistemas inerciales. Con este fin en 1887, Michelson y Morley construyen un interferómetro con dos brazos de igual longitud y dispuestos en direcciones perpendiculares. En el, un haz de luz al llegar al punto de intersección de los brazos es dividido en dos rayos, uno de ellos viaja en el brazo que tiene la dirección de movimiento de la Tierra y el otro lo hace en el brazo perpendicular al anterior. El resultado fue que el tiempo que tardaba la luz en recorrer ambos brazos era siempre el mismo, independientemente de la dirección. El resultado de esta experiencia demuestra que la velocidad con que se propaga la luz en el vacío es constante en todas las direcciones y es independiente del sistema inercial elegido, es una invariante.

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