Michelson-Morley-Experiment

Äthertheorie

Basiswissen

Um 1880 herrschte die Vorstellung vor, Licht sei wellenartig. Wasser- und Schallwellen ließen sich damit gut berechnen. Für viele Lichtphänome ließen sich dieselben Formeln anwenden. Aus der Erfahrung von Wasser- und Lichtwellen leitete man, dass Wellen immer ein materielles Medium benötigen, in dem sie sich ausbreiten. Dieses vermutete Medium für Licht nannte man den Äther^[1]. Michelson und Morley wollten mit einem Experiment bestimmen, wie schnell sich Licht relativ zur Erdbewegung ausbreitete. Das Ergebnis wiederlegte die klassische Vorstellung eines Lichtäthers.

Wo und wann wurde das Experiment durchgeführt?

Das Michelson-Morley-Experiment wurde vom deutsch-amerikanischen Physiker Albert A. Michelson 1881 in Potsdam und in verfeinerter Form von ihm und dem amerikanischen Chemiker Edward W. Morley 1887^[5] in Cleveland im US-Bundesstaat Ohio durchgeführt wurde. In beiden Fällen wurde die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit bestätigt.

Was war das überraschende Ergebnis?

Licht bewegt sich immer gleich schnell im Vergleich zu einem Beobachter auf der Erde. Dieses Ergebnis war überraschend. Als Analogie kann man sich ein Schiff vorstellen, dass durch eine Dünung fährt. Als Dünung bezeichnet man gleichmäßige und ruhige Wellen, die in breiter Front durch das Meer wandern. Fährt das Schiff entgegen der Wellenrichtung, erscheinen die Wellen relativ zum Schiff schnell. Fährt das Schiff mit der Wellenrichtung, erscheinen die Wellen relativ zum Schiff langsamer. In der Analogie zum Michelson-Morley-Experiment wären sie in jedem Fall immer gleich schnell relativ zum Schiff. Mehr zu diesem Hintergrund unter Relativgeschwindigkeit ↗

Fußnoten

[1] George Biddell Airy: On the Supposed Alteration in the Amount of Astronomical Aberration of Light, Produced by the Passage of the Light through a Considerable Thickness of Refracting Medium. Proceedings of the Royal Society of London. 20 (130–138): 35–39. 1871.

[2] Albert Abraham Michelson; Edward W. Morley: On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether. American Journal of Science. 34 (203). 1887. pages 333–345. Online: https://history.aip.org/exhibits/gap/PDF/michelson.pdf

zur Bildbeschreibung mit Autoren- und Urheberinfos — Der Äther war ein gedachtes Medium, in dem sich Lichtwellen ausbreiten. Es wurde ähnlich wie etwa Wasser gedacht, in dem sich dann Wasserwellen ausbreiten. Mit dem Experiment sollte die Geschwindigkeit bestimmt werden, mit dem sich die Lichtwellen relativ zur Erde bewegen. Verblüffend war: unabhängig von der Geschwindigkeit und Flugrichtung der Erde war diese Geschwindigkeit immer diesselbe. Dieses Ergebnis führt zur Formulierung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Wdwd (Wikimedia)