Das Michelson-Morley-Experiment

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1 Das Michelson-Morley-Experiment Wolfgang Lange 23. April 20 Lichttheorien on Isaac Newton ( ) stammt die erste brauchbare Lichttheorie, bei der er das Licht als unendlich feinen on der Lichtquelle (Newtonsche Korpuskular - oder Emissionstheorie) betrachtete. Mit ihr liessen sich geradlinige Ausbreitung und Reflexion, die erschiedenen Farben des Lichtes durch Annahme erschiedener Größe der Lichtteilchen erklären, die teilweise Reflexion und Brechung an Grenzflächen oder die Beugung des Lichtes bereitete große Schwierigkeiten. Etwa gleichzeitig entwickelte Christian Huygens ( ) die Wellen- oder Undulationstheorie (Schwingungstheorie). Mit dieser Theorie konnten Reflexion und Brechung erklärt werden. Jeder Punkt eines Wellenfeldes wird als Erregerzentrum einer neuen, sich kugelförmig ausbreitenden Elementarwelle angesehen (Huygens sches Prinzip). Thomas Young ( ) zeigte, dass auch Interferenz und Beugung des Lichtes durch die Annahme der wellenförmigen Ausbreitung on Schwingungen erklärt werden können. Die unterschidliche Lichtfarbe wurde durch erschiedene Frequenzen der Lichtschwingungen erklärt. Augustin Jean Fresnel ( ) deutete die Fortpflanzung der Polarisation in einem elastischen Lichtäther durch die Annahme transersaler Schwingungen. Durch die Arbeiten on James Clerk Maxwell (83-879) und Heinrich Hertz ( ) wurde Licht als elektro-magnetische Schwingung erkannt, deren Wellen sich im akuum ohne irgendeinen Hilfsstoff fortpflanzen können, wodurch der Lichtäther als Hilfskonstruktion langsam seine Bedeutung erloren hat. Aus den Maxwellschen Gleichungen konnte die Lichtgeschwindigkeit mit den Naturkonstanten des akuums berechnet werden, und weil das Nichts Naturkonstanten aufweist, kann das akuum selbst als Stoff mit besonderen Eigneschaften, also einen Lichtäther, aufgefasst werden. Nach dem Beginn des 9.Jahrhunderts ging die Entwicklung der Lichttheorien weiter in die Quantenelektrodynamik ([3]). Durch die Lichtquantentheorie wird die Wellentheorie des Lichtes nur teilweise außer Kraft gesetzt. Licht erscheint je nach den orliegenden Bedingungen entweder als Welle oder als Korpuskel. Beides sind nur gleichberechtigte Modellorstellungen: die Wellentheorie beherrscht die Erscheinungen der Lichtausbreitung, die Korpuskulartheorie die der unmittelbaren Wechselwirkung mit der Materie, d.h. der Absorption und Emission). Der Dualismus on Welle und Korpuskel gilt über das Licht hinaus auch für die übrige Materie. Feynman schreibt in Welch ein Glücksfall für uns, dass Newton zu der Überzeugung gelangte, Licht müsste aus Korpuskeln bestehen. [3] 2 Der Lichtäther Den Streit um einen möglichen Äther kann ich mit meinen physikalischen Kenntnissen nicht erstehen. Ich neige zu Einsteins Auffassung, es gäbe keinen Äther, es sei denn man würde das akuum selbst als Äther definieren. Aufgrund der Maxwellschen Gleichungen ergibt sich eine Geschwindigkeit on

2 elektro-magnetischen Wellen c = ε0 µ 0, worin die beiden Naturkonstanten im Allgemeinen Materialkonstanten sind, die mit ε = ε r ε 0 bzw. µ = µ r µ 0 definiert sind. Der Index r bezeichnet die auf das akuum bezogenen Relatiwerte. Die Suche nach einem Äther scheint nach dem Michelson-Morley- ersuch ein für allemal negati auszugehen. Warum sollte nicht das akuum als Element 0 im periodischen System der Elemente geführt werden. Es hat schließlich mehrere Eigenschaften. Es füllt den Raum. Gut, ein Nichts füllt ihn auch, aber Nichts kann keine Eigenschaften haben, und die hat nun einmal das akuum. Gewichtslos und durchsichtig kann man ielleicht noch gelten lassen, aber zur Durchsichtigkeit gehören die elektro-magnetischen Eigenschaften, ohne die keine elektro-magnetische Welle sich ausbreiten kann. Dagegen schreibt Meyer [7] Jede physikalische Argumentierung führt notwendig zu der Feststellung: Die Relatiitätstheorie ist eine Äthertheorie. Als Argument führt Meyer einen Lichtblitz an: Zu einem bestimmten Zeitpunkt erfolge eine Umwandlung der gesamten Masse in elektromagnetische Strahlungsenergie ( Lichtblitz ), in einer om derzeitigen Ort des Teilchens ausgehenden symmetrischen Lichtkugel. Nach der speziellen Relatiitätstheorie sollte das Zentrum dieser Kugelwelle in Ruhe bleiben. Das bedeutet eine ernichtung on mechanischem Impuls. Das Prinzip der Äquialenz on Masse und Energie erlangt dagegen die olle Übernahme aller mechanischen Eigenschaften des ursprünglichen Masseteilchens durch die ausgesandte Strahlungsenergie, insbesonders des mechanischen Bewegungs-Impulses. Demgemäß bewegt sich das Zentrum der Lichtkugel, als dem Massenmittelpunkt äquialent, weiterhin gleichförmig in der Bahn des Masseteilchens, so als ob gar keine Umwandlung on Masse in Energie stattgefunden hätte. 3 Der ersuch Lange Zeit wurde um den Charakter des Lichtes leidenschaftlich gestritten, ob es nun Korpuskeln sind, wie Newton es annahm, oder Wellen gemäß der orstellungen on Huygens. Schließlich hat man sich mehrheitlich dem Wellenbild angeschlossen, und so war es natürlich, or allem Schallwellen mit den Lichwellen zu ergleichen. Alle bisher untersuchten Wellen waren an Übertragungsmedien gebunden, seien sie nun gasförmig, flüssig oder fest. Und so suchte man auch nach einem Medium, das für die Übertragung elektro-magnetischer Wellen der Lichtäther sein sollte. Er sollte den gesamten Weltraum füllen und alle Stoffe durchdringen. Und so ersuchte auch A. A. Michelson () dem Rätsel auf den Grund zukommen. Er ersuchte über mehrere Jahre mit immer erbesserten ersuchsandornungen, einen Lichtäther nachzuweisen. Eine orbemerkung zu den Formelzeichen. Ich habe bewusst die Formelzeichen der zitierten Autoren übernommen, um dem Leser einen leichteren ergleich mit den Quellen zu ermöglichen. Darus folgt natülich die Konsequenz einer gewissen Diskontinuität in diesem Artikel. Prinzipiell besteht die ersuchsanordnung aus einem drehbaren Rahmen mit einer Lichtquelle, einem in zwei Richtungen halbdurchlässigen Spiegel und zwei normalen Spiegeln. on der Lichtquelle geht ein Strahl nach dem halbdurchlässigen Spiegel A, wo er in einen geradlinig weiter durchlaufenden Teilstrahl, der zum Spiegel B gelangt, und eine reflektierten Halbstrahl zum Spiegel C, aufgespalten wird. Die Halbstrahlen werden on B und C nach A reflektiert und erlaufen on dort gemeinsam zum Detektor. Die Teilstrecken on der Lichtquelle zum Spiegel A und on dort zum Detektor sind für beide darin befindlichen Teilstrahlen gleichwertig, und haben damit keinen Einfluss auf das Ergebnis des Experimentes. Wegen der Drehbarkeit der ersuchsanordnung kann sie mit jeweils einem Arm AB oder AC in Richtung der Erdrotation und/oder Erdgeschwindigkeit gedreht werden. Wenn es einen Lichtäther mit Mitführungseigenschaften geben würde, könnte er mit den Überlegungen Michelsons gefunden werden. Michelson konnte mit seinem ersuch und mit den erbesserungen gemeinsam mit Morley () keinen Lichtäther nachweisen. 2

3 (a) ersuchsaufbau (b) Ereignisse und Lichtwege Abbildung : Michelson-Morley Experiment 4 Michelsons Erläuterung Michelson beschreibt in [8] seinen ersuch zum Nachweis des Äthers: Nimmt man nun an, dass die Erde sich durch einen in Ruhe befindlichen Äther bewegt, so ist die Zeit, die das Licht braucht, um on einem Punkt der Erdoberfläche zu einem anderen zu gelangen, on seiner Fortpflanzungsgeschwindigkeit abhängig. Es sei : die Lichtgeschwindigkeit; : die Erdgeschwindigkeit relati zum Äther; D: der Abstand zwischen den beiden Punkten; d: die on der Erde in der Zeit zurückgelegte Strecke, die das Licht on dem einen Punkt zum anderen braucht. d : die on der Erde zurückgelegte Strecke, während der das Licht den entgegengesetzten Weg zurücklegt. T : die Zeit, die das Licht für seinen Weg om einen Punkt zum anderen braucht; T : die Zeit für den organg in entgegengesetzter Richtung; T 0 : die Zeit, die das Licht brauchen würde, wenn die Erde sich in Ruhe befände; dann gilt T = D + d = d Aus diesen Beziehungen finden wir und näherungsweise d = D und T = D d und d = D + = d (4.) (4.2) T T = 2T 0 oder = T T 2T 0. Ist es also möglich, T T zu messen, so können wir, da und T 0 bekannt sind, die Geschwindigkeit der Erdbewegung durch den Äther finden. 3

4 Im Zusammenhang mit den ersten Analysen des Michelson-Experimentes wurden die mathematischen Rechnungen immer wieder auf Näherungen der ersten und zweiten Größenordnung zurückgeführt, d.h. man stellte on den erhaltenen Ergebnissen die ersten Glieder (lineares und quadratisches Glied) on Potenzreihen (Taylorreihen) auf und brach dann die Kette ab. Insofern wird sehr oft on diesen genannten Größenordnungen gesprochen. Das macht natürlich das Ergebnis weniger anschaulich, obwohl es aus der Sicht der Experimentatoren ollkommen korrekt ist. Andererseits geht die Einsicht über die Konergenz oder Diergenz der abgebrochenen Potenzreihen ohne Restglied erloren, weil oft die Gültigkeit für übersehen wird. Mit der genauen Rechnung für die ruhende Erde mit d = 0 ist T 0 das arithmetische Mittel der beiden Zeiten T und T. T 0 = D = T + T oder T + T = 2T 0 (4.3) 2 T T = D + d D d Wir eliminieren D = T 0 und erhalten bzw. für = 2 d = d d = ( D D ) + 2 T T = T = 2T = 2T 0 = T T 2T = D (4.4) (4.5) T T 2T 0 (4.6) Weiter schreibt Michelson: Unter Benutzung derselben Beziehungen wie oben gilt T = D und T = D +. Die gesamte Zeit für den Hin- und Rückweg beträgt also T + T = 2D 2. Bewegt sich 2 das Licht jedoch in einer auf der Erdbewegung senkrecht stehenden Richtung, so würde es öllig unbeeinflußt bleiben und die Zeit für den Hin- und Rückweg würde also gleich 2 D = 2T 0 sein. Der Unterschied zwischen den Zeiten T + T und 2T 0 beträgt oder angenähert 2T 0 2 zurück. ( 2D 2 2 ) 2 2 = τ; τ = 2D 2 ( 2 2 ) 2. In der Zeit τ legt das Licht den Weg τ = 2 T (4.7) 2 = 2D 2 Das bedeutet, dass der Weg, den das Licht im ersten Fall zurücklegt, um den Betrag 2D 2 2 größer ist als im zweiten. Berücksichtigt man nun die Bahngeschwindigkeit der Erde, so ist das erhältnis / angenähert = /0 000 oder 2 / 2 = / Beträgt D 200mm oder in Wellenlängen des gelben Lichtes , so ist in derselben Einheit 2D 2 2 = Michelson ersuchte danach, eine Interferenz-erschiebung on 2D 2 2 = 4 = 4% zu finden, was ihm 00 nicht gelungen ist. Auch spätere ersuche mit wesentlich größeren Abmessungen als einer Armlänge on D =, 2m brachten keinen Erfolg. öllig unbeeinflusst ist nicht richtig, weil in der Längsrichtung eine Drift durch den Äther angenommen wird. Siehe dazu die Rechnung on Feynman. 4

5 5 Kommentar on Lorentz Lorentz schreibt in [5], 89 ff.: Wie zuerst on Maxwell bemerkt wurde und aus einer sehr einfachen Rechnung folgt, muss sich die Zeit, die ein Lichtstrahl braucht, um zwischen zwei Punkten A und B hin und zurück zu gehen, sobald diese Punkte, ohne den Äther mit sich fortzuführen, eine gemeinschaftliche erschiebung erleiden. Die eränderung ist zwar eine Größe zweiter Ordnung; sie ist jedoch groß genug, um mittels einer empfindlichen Interferenzmethode nachgewiesen werden zu können.. on der Lichtquelle geht ein Lichtstrahl zum halbdurchlässigen Spiegel A, wo er aufgeteilt wird und zu den Spiegeln B und C gelangt. 2. on den Spiegeln B und C werden die beiden Lichtstrahlen nach A reflektiert und gelangen on dort zum Detektor. Die Hin- und Rückwege zwischen A und B (Strecke AB) bzw. A und C (Strecke AC) sind paarweise gleich lang. Dassselbe gilt für den gemeinsamen Weg on A zum Detektor. Auf den Strecken AB und AC laufen die Lichtstrahlen antiparallel. Das Experiment wurde in zwei Bewegungsrichtungen ausgeführt, einmal in Richtung der Längsachse P und einmal in Richtung der Querachse Q. Es wurde erwartet, dass durch die Führung des Lichtes in den beiden Achsen Interferenzerscheinungen zwischen den beiden am Detektor ankommenden Lichtsrahlen festzustellen seien, wenn die Apparatur gegenüber der Bewegungsrichtung gedreht wird. Das war nicht der Fall, und man konnte daraus schließen, dass es keinen für einen Mitnahme- oder Bremsefffekt erantwortlichen Äther gibt. Lorentz bezeichnet in [5] die Strecke AB als Arm P und die Strecke AC als Arm Q. Beide Arme stehen in einem genauen rechten Winkel zueinander. Im ersten ersuch erläuft die Erdbewegung mit der Geschwindigkeit 2 in Richtung des Armes P. Lorentz schreibt in 90 dazu: Nach der Theorie bewirkt dann die Translation, dass die Zeit, in der das eine Lichtbündel an P entlang hin und zurück geht um L länger als die Zeit ist, in der das andere Lichtbündel seinen Weg ollendet. Eben diese Differenz würde auch bestehen, wenn, ohne dass die Translation einen Einfluss hätte, der Arm P um L 2 länger wäre als derarm Q. 3 Hierauf begründet Lorentz seine Kontraktionstheorie. Eine weitere Erklärung gibt er in [6]. Lorentz Rechnung geht etwa folgendermaßen, wenn man sein Ergebnis erhalten will. Längsarm: Für die Strecke AB (Arm P ) und die beiden in gleicher Richtung oder gegeneinder ausgerichteten ektoren und ergeben sich die resultierenden Geschwindigkeiten durch ektoraddition + bzw.. Dieser Ansatz wird on Einstein in [] aufgenommen. Die einfache ektoraddition nach der Formel + und steht in Widerspruch zu Einsteins Additiostheorem des Lichtes. Das scheint ihm selbst nicht einmal aufgefallen zu sein. Für die Längen folgt: t P = t P hin +t P zurück = L + + L = 2L 2 2 = 2L ) ( 2L 2 2 ) ( (5.) Die Approximation für mit den ersten Gliedern der Taylorreihen war seinerzeit sehr üblich. ariante_: Der Lichtweg wird in der Querachse angenommen. t Q = t Q + t Q2 = 2 L (5.2) 2 Lorentz bezeichnet die Relatigeschwindigkeit mit p. 3 L ist die Länge jedes Armes. 5

6 t P t Q 2L ) ( + 2 L = 2L 3 (5.3) ariante_2: Bei der Strecke AC (Arm Q) stehen die beiden Geschwindigkeitsektoren senkrecht aufeinander, und es folgt res = Dann muss man mit einer Kugelwelle rechnen. t Q = t Q + t Q2 = 2 L res = t P t Q = 2L = Mit der Näherungsformel für kleine = ist Gemäß dieser ariante 2 ist t P t Q mit t P β = t Q t P t Q ( t P t Q 2L = 2L (5.4) = β (5.5) (5.6) ) (5.7) (5.8) = β, und das dürfte den Ausschlag gegeben haben, dass Lorentz die gefühlte Länge on L P erkürzte. Auf dieser erkürzung (Längenkontraktion) beruht der ganze Zauber der speziellen Relatiitätstheorie. Mit einer übergroßen geistigen Akrobatik wurde ein Gebäude aufgerichtet, gegen das on ielen Seiten bisher erfolglos Sturm gelaufen wurde, aber scheinbar nur aus dem simplen Grund, nicht an die Wurzeln des kranken Zahnes gegangen zu sein. Auf diese Zeitdifferenz kommt man mit der mechanistischen (Newtonschen) orstellung einer laminaren Strömung (Ätherwind) in einer Rinne oder auf einem Förderband mit drei ausgezeichneten Punkten. Darin ist A der Ausgangspunkt, und die beiden Punkte B und C sind die Zwischenziele. Das strömende Medium sei dabei der Äther mit einer Strömungsgeschwindigkeit, der sich in der Strömung bewegender Partikel (Licht) habe die größere Geschwindigkeit. Die Partikel müssen die beiden Strecken in jeweils beiden Richtungen überwinden. Die Abbildungen zeigen die Geschwindigkeitsektoren für den Längsarm P und den Querarm Q des ersuchsaufbaus mit einem im Winkel α zum Längsarm P erlaufenden angenommenen Ätherwind. Es gibt für jeden Arm einen Achsenektor (Lichtektor) und eine Mitführungs- bzw. Bremskomponente des ektors des Ätherwindes. Die Lichtektoren erändern ihre Richtung. Wenn ein Ätherwind orhanden wäre ( > 0), müssten beim Drehen des ersuchsapparates Interferenzerscheinungen auftreten. Das hat sich nicht ergeben, weshalb eine Existenz des Ätherwindes oder wegen der Bewegung der Erde ein Äther überhaupt ausgeschlossen werden konnte. 6 Minkowskis Bemerkung Minkowski sagte in seinem berühmten ortrag Raum und Zeit im Jahre 908 in Köln[9]: 6

7 Der Anstoß und wahre Beweggrund für die Annahme der Gruppe G c nun kam daher, daß die Differentialgleichung für die Fortpflanzung on Lichtwellen im leeren Raum jene Gruppe G c besitzt 4 Andererseits hat der Begriff starrer Körper nur in einer Mechanik mit der Gruppe G einen Sinn. Hat man nun eine Optik mit G c, und gäbe es andererseits starre Körper, so ist leicht abzusehen, daß durch die zwei zu G c und G gehörigen hyperboloidischen Schalen eine t-richtung ausgezeichnet sein würde, und das würde wieder die Konsequenz haben, daß man an geeigneten starren optischen Instrumentan im Laboratorium einen Wandel der Erscheinungen bei erschiedener Orientierung gegen die Fortschreitungsrichtung der Erde müßte wahrnehmen können. Alle auf dieses Ziel gerichteten Bemühungen, insbesondere ein berühmter Interferenzersuch on Michelson, hatten jedoch ein negaties Ergebnis. Um eine Erklärung hierfür zu gewinnen, bildete H.A.Lorentz eine Hypothese, deren Erfolg eben in der Inarianz der Optik für die Gruppe G c liegt. Nach Lorentz soll jeder Körper, der eine Bewegung besitzt, in Richtung der Bewegung eine erkürzung erfahren haben, und zwar in einer Geschwindigkeit im erhältnisse : 2 c 2. (6.) Diese Hypthese klingt äußerst phantastisch. Denn die Kontraktion ist nicht etwa als Folge on Widerständen im Äther zu denken, sondern rein als Geschenk on oben, als Begleitumstand des Umstandes der Bewegung. 7 Feynmans Kommentar zur Längskontraktion Abbildung 2: Erläuterungen zum Michelson-ersuch nach Feynman Feynman stellte in [4] prinzipiell dieselbe Rechnung wie Michelson mit anderen Formelzeichen auf. Die 4 Eine wesentliche Annahme dieser Tatsache befindet sich bereits bei W.oigt, Göttinger Nachr. 887, p.4. 7

8 Rechnung in dem Längsarm bringt analog zu Michelson die Zeit für die Hin- und Rückbewegung t + t 2 = u 2 /c 2 (3.4) Dann schreibt er sinngemäß: Der Spiegel in der Querachse bewegt sich in der Zeit t 3 um die Strecke ut 3 weiter, wo ihn der Lichtstrahl om halbdurchlässigen Spiegel erreicht. Die zurückgelegte Strecke des Lichtes ist die Hypothenuse ct 3 eines Dreiecks mit den Katheten L und ut 3. Der Rückweg ist analog genauso groß, womit 2t 3 = (ct 3 ) 2 = L 2 + (ut 3 ) 2 t 3 = L/ c 2 u 2 2L c 2 u 2 = u 2 /c 2 (3.5) wird. Der ergleich der Zeiten liefert t + t 2 2t 3 Wörtlich schreibt Feynman dann: Das Resultat des Michelson-Morley-ersuchs war äußerst rätselhaft und beunruhigend. Der erste fruchtbare Einfall, einen Weg aus der Sackgasse zu finden, kam on Lorentz. Er brachte den orschlag ein, materielle Gegenstände würden sich in der Bewegung zusammenziehen, diese erkürzung würde nur in der Bewegungsrichtung erfolgen, und außerdem würde die Länge L 0 eines ruhenden Körpers, sobald er sich mit der Geschwindigkeit u parallel zu seiner Länge bewegt, zu einer neuen Länge, die wir L (L-parallele) nennen und folgendermaßen erhalten: L = L 0 u 2 /c 2. (3.6) Danach ist L 0 L = u 2 /c 2 Das ist genau der mysteriose Quotient und Lorentz-Faktor, um den sich die gesamte Relatiitätstheorie dreht. Damit ist nun: t + t 2 = () u 2 /c 2 u 2 /c 2 = β = t + t 2 2t 3 = u 2 /c 2 = u 2 /c 2 u 2 /c 2 (3.7) 2 / 2, Dazu schreibt Feynman wörtlich: Wendet man diese Modifikation auf das Michelson-Morley-Interferometer an, ändert die Entfernung on B nach C sich nicht, aber der Abstand on B nach E wird auf L/ u 2 /c 2 erkürzt 5. Deshalb bleibt die Gleichung (3.5) unerändert, während das L on Gl. (3.4) in Übereinstimmung mit Gleichung (3.6) geändert werden muß. Dadurch erhalten wir dann t + t 2 = () u 2 /c 2 u 2 /c 2 = 5 Wieso ist das eine erkürzung, da doch L/ u 2 /c 2 L ist? u 2 /c 2. (3.7) 8

9 ergleichen wir dieses Ergebnis mit Gleichung (3.5), sehen wir, daß t +t 2 = 2t 3 6 ist. Wenn also die Apparatur in der eben geschilderten Weise schrumpft, können wir auf diesem Weg erstehen, warum der Michelson-Morley-ersuch überhaupt keinen Effekt zeigt. Obwohl der negatie Ausgang des Experimentes erfolgreich geklärt werden konnte, zog dieser den Einwand auf sich, daß sie speziell für den Zweck erdacht worden sei, die Schwierigkeit wegzuerklären, und zudem zu künstlich sei. Doch bei zahlreichen weiteren ersuchen, einen Ätherwind aufzuspüren, tauchten ähnliche Probleme auf, bis es den Anschein hatte, die Natur hätte sich erschworen und würde, um die Menschen zu behindern, einige neue Phänomene einführen, die alle Phänome, mit denen sie glaubten, u messen zu können, zunichte machten. Zuletzt erkannte man, wie Poincaré anmerkte, daß eine umfassende erschwörung selbst ein Naturgesetz ist! Anschließend brachte Poincaré or, es gäbe tatsächlich ein solches Naturgesetz, es sei mit keinem Experiment möglich, einen Ätherwind zu entdecken; das heißt, es gäbe keine Möglichkeit, eine absolute Geschwindigkeit zu bestimmen. Soweit mag es bezogen auf den Michelson-ersuch richtig sein. Aber selbst dem sehr erehrten Herrn Feynman ist es scheinbar nicht aufgefallen, dass er sich mit der speziellen Relatiitätstheorie befasst, und dazu zwei Systeme, ein ruhendes und ein bewegtes erforderlich sind. Ganz klar steht Michelson in dem ruhenden System, denn er ist der Superisor. Welcher Beobachter steht dann im bewegten System? Oder ist es umgekehrt, und Micheson steht im bewegten System? Auf welche Geschwindigkeit will er dann zugreifen, wo doch Galilei ganz deutlich orgeführt hat, eine absolut ruhende Bewegung ist nicht messbar. Mit dem Nichtorhandensein eines Äthers lässt sich eine Relatiitätstheorie nicht erklären. Wo bleibt denn da das Relatiitätsprinzip? 8 Meine Sicht auf das Michelson-Experiment Michelson suchte einen ruhenden oder sich bewegenden Äther im Weltall, durch den sich die Erde mit der Geschwindigkeit bewegt. Wenn es keinen Äther gibt, braucht es die ganze Zauberei nicht, denn dann ist nur = 0 zu setzen. Das Licht wird in dem Inertialsystem Erde an dem Spiegel A in die Längsachs P und die Querachse Q aufgespalten. Ohne Mitnahme oder Bremsung des Lichtes durch den Äther stehen beide Lichtstrahlen in den Armen des Interferometers in einem festen Winkel on 90, und die Lichtwege sind 2L P bzw. 2L Q. Damit ist t P = 2L P t Q = 2L Q (8.) t P t Q = konst., (8.2) und es kann keine Änderung der Interferenz durch eine Drehung des Apparates geben. Die Konsequenz für das Lichtpostulat ist dann aber: Lichtpostulat Entsprechend den Maxwellschen Gleichungen und der sich daraus ergebenden Wellengleichung breitet sich Licht on einer in einem Inertialsystem in Ruhelage befindenden Lichtquelle in diesem Inertialsystem mit der konstanten Lichtgeschwindigkeit aus. Die Folge dieses Satzes ist, das sich zu jeder Lichtquelle ein mit der Lichtquelle bewegtes Koordinatensystem konstruieren lässt, in dem die sich ausbreitenden Lichtsphären konzentrische Kugeloberflächen um den Koordinatenursprung sind. Jede Lorentz-Transformation transformiert dann nach ihren Regeln diese Lichtspären in ein zu dem genannten Koordinatensystem in Bewegung befindliches weiteres Koordinatensystem. 6 t + t 2 = 2t 3 bzw. τ + τ 2 = 2τ 3 ist gerade die Schlüsselgleichung in Einsteins bewegten System. 9

10 Damit wird der Aussage Meyers [7] und Engelhardts [2] über einen mechanischen Impuls des Lichtes, nämlich den Impuls der absoluten Bewegung im absolut ruhenden Raum, Rechnung getragen. Ein mathematisches Problem bleibt bei der Lösung der Maxwellschen Gleichungen und der Wellengleichung, weil dabei die Newtonschen Gleichungen in Bezug auf irgendwelche Inertialsysteme nicht ohne weiteres erkennbar sind. Eentuell fallen die Anfangswerte durch die zweifache Differenziation einfach weg. Literatur [] Einstein, A.: Zur Elektrodynamik bewegter Körper. In: Annalen der Physik 7 (905), kleinert/files/905_7_89-92.pdf [2] Engelhardt, W: Relatiistic Doppler Effect and the Principle of Relatiity. In: Apeiron 0 (2003), Oct., Nr. 4, S [3] Feynman, Richard P.: QED - Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie. 3. PIPER München, 2008 [4] Feynman, Richard P.: Physikalische Fingerübungen für Fortgeschrittene. PIPER München Zürich, S. [5] Lorentz, H.A.: ersuch einer Theorie der elektrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern. 895 [6] Lorentz, H.A.: Die relatie Bewegung der Erde und des Äthers. B.G.Teubner erlagsanstalt, [7] Meyer, Joachim: Zur Elektrodynamik bewegter Körper. In: Internet (968). [8] Michelson, A.A.: Die Relatibewegung der Erde gegen den Lichtäther. In: Die Naturwissenschaften 9 (93), S [9] Minkowski, Hermann: Raum und Zeit