آزمايش مايكلسون و مورلي؟


آزمايش مايكلسون و مورلي؟

نوشتهاز سوی سيد محمد در چهارشنبه 3 مرداد 1386 - 19:57

با سلام خدمت تمامي دوستان
ميخواستم در مورد آزمايش مايكلسون يه بحث توپ را بندازيم تا ابهامات براي من و امثال من بر طرف بشه.
ممنون ميشم.
اگر ميخواهي من شوي هيچي
 
سپـاس : 0

ارسـال : 151


شهر: بابل
نام نویسی: 85/12/20

ذکر نشده

نوشتهاز سوی سيد محمد در پنجشنبه 4 مرداد 1386 - 08:59

بحث رو از اينجا شروع كنيم كه چرا اين آزمايش شكل گرفت و اصلا هدف از اون چي بود.
اگر ميخواهي من شوي هيچي
 
سپـاس : 0

ارسـال : 151


شهر: بابل
نام نویسی: 85/12/20

ذکر نشده

نوشتهاز سوی pauli در جمعه 5 مرداد 1386 - 11:16


سلام

آزمایش واضح و آشکاری که می توان برای یافتن یک چارچوب مطلق انجام داد این است که سرعت نور را در چند دستگاه لخت متفاوت اندازه بگیریم و ببینیم آیا سرعت نور در دستگاه های مختلف متفاوت است یا نه. مایکلسون و مورلی یک چنین آزمایشی را انجام دادند
هدف از این آزمایش آشکار سازی اتر بود که البته با عدم موفقیت همراه شد و هیچگونه جابجایی فریزها که ناشی از وجود اتر باشد مشاهده نشد . این آزمایش در سالهای زیادی توسط افراد مختلفی انجام شد ولی هر بار نتایجی که مایکلسون و مورلی بدست آورده بودند تایید شد و فرضیه وجود اتر رد شد

"It is my personal opinion that in the science of the future reality will neither be ̉psychic ̉ nor ̉physical ̉ but somehow both and somehow neither "

Wolfgang Ernest Pauli
نماد کاربر
 
سپـاس : 0

ارسـال : 46


شهر: ***
نام نویسی: 86/5/5

ذکر نشده

نوشتهاز سوی COSMOLOGIST در جمعه 5 مرداد 1386 - 17:28

تاریخچه

در سال 1880 ، مایکلسون ، مشهورترین دستگاه تداخل سنجی را ابداع کرد که تداخل آن به روش دامنه صورت می‌گرفت و پرتوهای بازتابی باهم تداخل می‌کردند.


اجزای تداخل سنج مایکلسون

دو آینه مسطح M1 و M2 که بازتابندگی زیادی دارند.
تیغه L که سطح زیرین آن نیمه نقره اندود شده است، یک تقسیم کننده باریکه است. یعنی مقداری از باریکه فرودی را عبور داده و مقداری را بازتاب می‌دهد.


منبع نور

تیغه G1 که یک تیغه شیشه‌ای دانه دانه‌ای است و وقتی مقابل منبع قرار می‌گیرد، یک چشمه گسترده با شدت تقریبا یکنواخت ایجاد می‌کند.


تصویر

شرح دستگاه تداخل سنج مایکلسون

در تنظیم عادی تداخل سنج ، آینه‌های M1 و M2 عمود بر یکدیگر قرار می‌گیرند و تیغه G1 در زاویه 45 درجه نسبت به آنها قرار داده می‌شود.


یکی از آینه‌ها ثابت است (معمولا آینه M2) و آینه دیگر می‌تواند بوسیله یک پیچ در مسیر مشخصی به تیغه G1 نزدیک یا از آن دور شود. منبع S روبروی آینه M2 و تیغه G1 قرار می‌گیرد و تیغه L هم مقابل آن جای داده می‌شود. نور منبع پس از عبور از تیغه L ، بصورت یکنواخت ، به سطح تیغه G1 می‌رسد.
مسیر باریکه در تداخل سنج مایکلسون
وقتی باریکه‌ای به تیغه G1 می‌رسد، مقداری از آن از سطح زیرین تیغه ، بازتابیده می‌شود و مقداری از تیغه عبور می‌کند.


باریکه باز تابیده ، به آینه M1 می‌رسد و این آینه آن را بطور کامل بازتاب می‌دهد و مجددا به تیغه می‌رساند. مقداری از باریکه دوباره در تیغه بازتاب جزئی می‌یابد و بقیه آن از تیغه عبور می‌کند.


باریکه عبوری ، به آینه M2 می‌رسد و از سطح آن بازتاب می‌کند و دوباره به تیغه G1 می‌رسد. چون این سطح تیغه ، نقره اندود است، باریکه را باز می‌تاباند.


پرتوهای نهایی هر دو باریکه عبوری و بازتابی باهم موازی هستند و به دلیل همدوس بودن می‌توانند باهم تداخل کنند.


ناظری که بر روی آینه پرتوهای خروجی را می‌بیند، چنین تصور می‌کند که هر دو پرتو از دو آینه موازی M1 و Ḿ2 می‌آیند.
نقش تداخل
نقش تداخل حاصل از برهمنهی پرتوهای فوق ، بصورت دوایر متحدالمرکزی خواهد بود که هر کدام از آنها با q معینی متناظر است.


اگر x1 و x2 فاصله‌های آینه‌های M1 و M2 از تیغه باشند، یکی از باریکه‌ها به اندازه x1- x2l l2 = d راه اضافی طی می‌کند.


شرط تداخل سازنده و روشن بودن حلقه عبارتست از: 2dCosq = mλ که در آن m عددی صحیح است.

شرط تداخل ویرانگر و ایجاد حلقه تاریک عبارتست از: 2dxq = (m + 1/2 ) λ


اگر با کمک پیچ آینه متحرک ، فاصله d را کاهش دهیم، حلقه‌ها به از بین رفتن در مرکز تمایل می‌یابند.
اگر با پیچ آینه متحرک ، d را افزایش دهیم، نقش حلقه‌ها از مرکز باز خواهد شد.


تیغه جبران کننده در تداخل سنج مایکلسون

در تداخل سنج مایکلسون ، باریکه‌ای که در مرحله اول از تیغه G2 باز می‌تابد، سه بار ضخامت تیغه (t) را طی می‌کند ولی باریکه عبوری از تیغه ، فقط یکبار از تیغه می‌گذرد. بدین ترتیب ، بین دو پرتو اختلاف راه ایجاد می‌شود. برای جبران این راه اضافی ، یک تیغه جبران کننده G2 (با همان ضخامت t) مقابل پرتو عبوری قرار می‌دهند.

در چشمه تکفام ، در واقع تیغه جبران کننده لازم نیست، چون می‌توان راه اضافی t2 را که توسط تیغه ایجاد شده است، با حرکت دادن آینه M1 به اندازه nt جبران کرد (n ظریب شکست شیشه G1 است). ولی برای نور سفید ، فقط چند حلقه رنگی بر اطراف نقطه مربوط به اختلاف راه صفر ، مشاهده خواهد شد و چون ضریب شکست به طول موج بستگی دارد، برای دیدن نقش تداخلی وجود تیغه جبران کننده ضروری است.


کاربرد تداخل سنج مایکلسون

اندازه گیری طول موج نور
اندازه گیری دو طول موج نزدیک به هم
تعیین ضریب شکست
آزمودن عناصر اپتیکی مانند عدسی ، آینه ، منشور و ...



برگرفته از دانشنامه رشد
نماد کاربر
مدير انجمن

مدير انجمن
 
سپـاس : 302

ارسـال : 4984


نام: محمد میرزایی
شهر: تهران - شیراز
نام نویسی: 85/7/18

مرد

نوشتهاز سوی COSMOLOGIST در جمعه 5 مرداد 1386 - 17:40

آزمون مايكلسون مورلى ، ۱۸۸۷


اگر شما سوار خودرويى باشيد كه با سرعت ۷۰ كيلومتر بر ساعت در حال حركت است و خودرويى هم با سرعت ۷۰ كيلومتر بر ساعت از مقابل به شما نزديك شود، سرعت نسبى آنها نسبت به هم چقدر خواهد بود؟ پاسخ ساده است ، ۱۴۰ كيلومتر برساعت. اين احساس مشتركى است كه همه ما داريم ; اما سال ۱۸۸۷ دو فيزيكدان امريكايى ، آلبرت مايكلسون و ادوارد مورلى نشان دادند اين برداشت عمومى از سرعت نسبى را اگر بخواهيم درباره پرتوى نور تعميم دهيم ، بامشكل مواجه خواهيم شد. آن دو كوشش كردند وجود ماده اى به نام اتر را آشكار كنند.اتر نوعى سيال بود كه گمان مى رفت تمام عالم را در برگرفته و نور به واسط وجود اتر است كه مى تواند در محيط ميان ستاره اى حركت كند. با وجود اين كه آنها هيچ نشانه اى از وجود اتر پيدا نكردند، اما به كشف مهمترى نايل شدند; نور هميشه يك سرعت دارد و اين مستقل از آن است كه ناظر در چه جهتى و با چه سرعتى حركت كند.نتايج اين آزمايش ، برخى دانشمندان را وادار كرد تقصير را به گردن عدم دقت كافى دستگاه هاى آزمايش اندازند، اما يك كارمند جوان اداره ثبت اختراعات سوئيس به نام آلبرت اينشتين ، احساس كرد پاسخ بهترى براى اين مشكل يافته است. براساس نظر وى سرعت نور سرعتى عادى نيست بلكه اندازه آن در خلاؤ يك ثابت جهانى است كه براى همه ناظران (بدون در نظر گرفتن سرعت آنها) يكسان خواهد بود و همين ، نقطه آغازى بود تا نظريه نسبيت خاص را بنيان نهد كه همه عرصه ها را از الكترونيك تا رابطه جرم و انرژى E= mc۲ در نورديد.


متن كامل مقاله تحت عنوان : ۱۰ آزمایشی كه جهان را حیرت زده كرد در لينك زير موجود است :

http://www.aftab.ir/news/2005/jan/08/c3c1105188925.php

با تشكر . . .
نماد کاربر
مدير انجمن

مدير انجمن
 
سپـاس : 302

ارسـال : 4984


نام: محمد میرزایی
شهر: تهران - شیراز
نام نویسی: 85/7/18

مرد

نوشتهاز سوی سيد محمد در شنبه 6 مرداد 1386 - 18:18

ممنونم جناب م.م
من از توضيحات شما لذت بردم. اما سوالي دارم.
همدوس بودن يعني چي.
اگر ميخواهي من شوي هيچي
 
سپـاس : 0

ارسـال : 151


شهر: بابل
نام نویسی: 85/12/20

ذکر نشده

نوشتهاز سوی COSMOLOGIST در شنبه 6 مرداد 1386 - 20:06

سيد محمد نوشته است:ممنونم جناب م.م
من از توضيحات شما لذت بردم.


خواهش مي كنم .
وظيفه بود .


====================================================

و اما در مورد اين :


سيد محمد نوشته است:همدوس بودن يعني چي.



همدوسی

همدوسی یکی از ویژگی‌های فیزیکی امواج است. در این ویژگی توان موج‌ها برای تداخل در همدیگر اندازه‌گیری می‌شود.

اگر نوری را که از یک چشمه خارج می‌شود، بطریقی به دو قسمت تقسیم کنیم و با هر یک از آنها یک چشمه جدید ایجاد کنیم، به اصطلاح دو چشمه ثانویه از یک چشمه اولیه ساخته می‌شود. هر نوع تغییر کاتوره‌ای (تصادفی) در فاز که در یکی از آنها ایجاد شود، در دیگری نیز عینا تکرار می‌شود، ازاینرو فاز چشمه‌های ثانویه ثابت می‌مانند. دو چشمه را که به این ترتیب از یک چشمه اولیه مشتق شده‌اند و رابطه فاز ثابتی دارند، همدوس و امواج نوری حاصل از آنها را امواج همدوس می‌گویند.


یکی از بارزترین نمونه‌های امواج همدوس لیزر است. باریکه نور خارج شده از لیزر می‌تواند دارای خاصیت تقریباً همدوس کامل باشند. اما منابع نوری معمولی مانند لوله فلورسانس، لامپ الکتریکی تنگستن، خورشید همدوس نیستند. البته می‌توان از این منابع نیز نور همدوس ایجاد کرد. ولی شدت نور حاصل به اندازه‌ای ضعیف خواهد بود که زیاد مفید نخواهد بود. برای مقاصد علمی فقط نور لیزر است که می‌تواند باریکه نور همدوس و پرقدرتی ایجاد کند. این خواص که قبل از کشف لیزر قابل حصول بودند، لیزر را در رده کشفیات بسیار مهم فیزیک نوین قرار می‌دهد.

شرایط همدوسی

برای همدوس بودن موج باید دو شرط زیر برقرار باشند:

موج حاصل باید با تقریب زیادی تک فرکانس باشند. یعنی پاشیدگی بسامد با پهنای خطی کوچک باشند.


جبهه موج باید شکل خاصی داشته باشند، به گونه‌ای که نسبت به زمان تغییر نکنند. جبهه موج سطحی است که از نقاط با فاز یکسان تشکیل شده است. یک منبع نور نقطه‌ای موجی تولید می‌کند که فاز آن در فواصل یکسانی از منبع ثابت است. انواع همدوسی با توجه به شرایط همدوسی دو نوع همدوسی قابل تصور است.


همدوسی زمانی

در شرایط همدوسی، اولین شرط همدوسی را تک‌بسامدبودن موج بیان کردیم. اگر این شرط برقرار باشد، در این صورت همدوسی را همدوسی زمانی می‌گویند. منظور از همدوسی زمانی این است که باید فازهای نسبی بین دو نقطه زمانی در فاصله زمانی نسبتاً طویلی ثابت باشند. به این ترتیب با همدوسی زمانی امکان پیش بینی فاز و دامنه پس از فاصله زمانی معلوم بین شاهدات اولیه و نهایی ممکن است. اگر این فرایند پیش بینی بتواند مدتی بعد تکرار شود، در این صورت گفته می‌شود که همدوسی زمانی به بزرگی مساوی و با فواصل پیش‌بینی‌ها موجود است.



همدوسی مکانی

به عنوان اولین شرط از شرایط همدوسی گفتیم که باید شکل جبهه موج نسبت به زمان تغییر نکند. اگر این شرط برقرار باشد، در این صورت نور حاصل را همدوسی فضایی می‌گویند. به بیان دیگر یک موج زمانی همدوس فضایی خوانده می‌شود که اختلاف فاز ثابتی بین هر دو نقطه انتخابی در روی جبهه موج وجود داشته باشند. عبارت ثابت، متضمن مدت زمان کافی برای انجام عملیاتی در روی جبهه موج از قبیل مشاهده با چشم یا عکسبرداری است.

به بیان دیگر همدوسی فضایی مستلزم ثابت ماندن فازهای نسبی بین دو نقطه فضایی در فاصله زمانی نسبتاً طولانی است. در هر یک از این موارد هر چه فاصله زمانی طولانی تر باشد، همدوسی بزرگ‌تر است. برای اینکه یک منبع نوری همدوس کامل باشد، باید علاوه بر همدوس زمانی دارای همدوس فضایی نیز باشد.

فعل دوسیدن در فارسی به معنی چسبیدن است و همدوس از دیدگاه واژگانی به معنای هم‌چسب است.



لينك مرتبط :

http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%87%D9% ... 8%B3%DB%8C

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mava ... eck&Rand=0



لينك هاي مفيد در اين زمينه :

http://dbase.irandoc.ac.ir/00608/00608132.htm

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mava ... eck&Rand=0


http://www.hupaa.com/Data/P00153.php?d=1


با تشكر . . .
نماد کاربر
مدير انجمن

مدير انجمن
 
سپـاس : 302

ارسـال : 4984


نام: محمد میرزایی
شهر: تهران - شیراز
نام نویسی: 85/7/18

مرد

نوشتهاز سوی سيد محمد در يكشنبه 7 مرداد 1386 - 11:38

بازم متشكرم.
اگر ميخواهي من شوي هيچي
 
سپـاس : 0

ارسـال : 151


شهر: بابل
نام نویسی: 85/12/20

ذکر نشده

Re: آزمايش مايكلسون و مورلي؟

نوشتهاز سوی ngr6111 در چهارشنبه 13 آبان 1394 - 14:41

سلام.
یه ابهامی درمورد این آزمایش داشتم:
فرض می کنیم نور داره با سرعت c به زمین میرسه (به فرض در جهت خاصی)، زمین داره با یه سرعتی به دور خودش میچرخه از طرفی با سرعت دیگری هم داره به دور خورشید میچرخه (در جهتی که بستگی به موقعیت سال داره)، برای شخصی که داره سرعت نور را اندازه میگیره وقتی در جهت نور حرکت میکنه و یکبار هم در خلاف جهت اون، چطور ممکنه سرعت برآیند در این دو مورد تغییر نداشته باشه. جهت سرعتها متفاوته، باید برآیند سرعتها هم متفاوت باشه!!!!
 
سپـاس : 1

ارسـال : 11


نام نویسی: 91/12/16

ذکر نشده

Re: آزمايش مايكلسون و مورلي؟

نوشتهاز سوی You-See در چهارشنبه 13 آبان 1394 - 15:32

دلیلش اینه که در حقیقت سرعت ها با هم جمع جبری نمی شوند، تنها در مقیاس هایی کوچک (نسبت به سرعت نور) مثلا در حد و اندازه های چند هزار کیلومتر در ساعت این سرعت ها تقریبا با جمع جبری اونها یکی هستند، عامل دیگه ای در اون دخیله که در مورد سرعت های پایین تقریبا بی اثر می شه.
رابطه واقعی اینه:

سرعت برآیند = (سرعت جسم اول + سرعت جسم دوم) تقسیم بر (یک + سرعت اول در سرعت دوم تقسیم بر مجذور سرعت نور)

حالا فرض کنید سرعت ها کم باشند (در مقایسه با نور)
نتیجه این می شه که قسمت تقسیم این طوری می شه: (یک + یه چیز تقریبا صفر)
در نهایت مخرج کسر تقریبا می شه یک
و برآیند می شه جمع جبری سرعت ها

حالا اگر از این رابطه تعجب کنید، طبیعیه. این که چرا این طور می شه برمیگرده به ساختار فضا-زمان
شما هرچه با سرعت بالاتری مسیری رو طی کنی، اندازه گیری شما از فضا-زمان با اندازه گیری اون در مرجع اولیه شما کمی متفاوت خواهد بود.
توضیحات بیشتری نمی دم چون اطمینان ندارم که تسلط کافی داشته باشم.

همین رو بدونید که در هر جهتی، در هر سرعتی، در هر سیستمی، اندازه گیری شما از سرعت نوری که در خلا منتشر می شه همواره ثابت خواهد بود.
دوستای گلم حمایت کنید : https://cafebazaar.ir/app/com.nikanmehr.marmarxword/

تصویر
نرم افزارهای مالی، بازرگانی، پخش و فروش مویرگی، .. "نیکان مهر مهان"
نرم افزار پخش مويرگي
نماد کاربر
 
سپـاس : 671

ارسـال : 900


نام: U30
سن: 36 سال
شهر: تهران
نام نویسی: 93/5/19

مرد

Re: آزمايش مايكلسون و مورلي؟

نوشتهاز سوی ngr6111 در چهارشنبه 13 آبان 1394 - 15:58

خیلی ممنونم بابت توضیح خوبتون. دو تا سوال: یکی اینکه این رابطه را از کجا آوردین و دوم اینکه من فکر می کنم طبق همین رابطه هم باز ما با توجه به جهت متفاوت سرعت زمین و نور، در امتدادهای مختلف، باید سرعتهای مختلف داشته باشیم چون باز هم داریم برآیند میگیریم در صورت کسر.
 
سپـاس : 1

ارسـال : 11


نام نویسی: 91/12/16

ذکر نشده

Re: آزمايش مايكلسون و مورلي؟

نوشتهاز سوی ngr6111 در چهارشنبه 13 آبان 1394 - 16:00

درحقیقت در مورد سوال اولم، یه رفرنس برای این رابطه میخواستم و اینکه چطور این رابطه بدست اومده
 
سپـاس : 1

ارسـال : 11


نام نویسی: 91/12/16

ذکر نشده

Re: آزمايش مايكلسون و مورلي؟

نوشتهاز سوی M_J1364@yahoo.com در چهارشنبه 13 آبان 1394 - 20:02

ngr6111 نوشته است:سلام.
یه ابهامی درمورد این آزمایش داشتم:
فرض می کنیم نور داره با سرعت c به زمین میرسه (به فرض در جهت خاصی)، زمین داره با یه سرعتی به دور خودش میچرخه از طرفی با سرعت دیگری هم داره به دور خورشید میچرخه (در جهتی که بستگی به موقعیت سال داره)، برای شخصی که داره سرعت نور را اندازه میگیره وقتی در جهت نور حرکت میکنه و یکبار هم در خلاف جهت اون، چطور ممکنه سرعت برآیند در این دو مورد تغییر نداشته باشه. جهت سرعتها متفاوته، باید برآیند سرعتها هم متفاوت باشه!!!!

ngr6111 نوشته است:خیلی ممنونم بابت توضیح خوبتون. دو تا سوال: یکی اینکه این رابطه را از کجا آوردین و دوم اینکه من فکر می کنم طبق همین رابطه هم باز ما با توجه به جهت متفاوت سرعت زمین و نور، در امتدادهای مختلف، باید سرعتهای مختلف داشته باشیم چون باز هم داریم برآیند میگیریم در صورت کسر.

سلام
ببینید شما می خواید اثر سرعت زمین در جهات مختلف رو بر سرعت نور بسنجید پس باید توی رابطه ای که یوسف عزیز به درستی ذکر کردند و در اصل به شکل زیره، به جای یکی از سرعت ها، سرعت نور رو قرار بدید که بعد از ساده سازی باز به همون سرعت نور می رسید:

w=\frac{v+u}{1+uv/c^{2}}


حالا با قرار دادن یکی از سرعت برابر سرعت نور به w=c می رسید. البته دقت کنید که این معادله برای جمع نسبیتیه سرعت های موازی با راستای حرکته (از هم دور شوند یا به هم نزدیک شوند) و برای جمع نسبیتی سرعت هایی که با هم زاویه می سازن باید برای هر مؤلفه ی سرعت، یه رابطه ی اختصاصی نسبیتی بنویسید که کمی با فورمول بالا تفاوت داره. (به صفحه ی 86 کتاب آشنایی با نسبیت خاص رزنیک مراجعه کنید در صفحه ی 18 همین کتاب هم درباره ی آزمایش مایکلسون-مورلی توضیحات کافی داده شده)
ای که مجنون گشته ای در عشقِ ما............کِی بُوَد.. لیلی.. تو را.. نامی.. سزا؟!
سویِ.. من... پروانه.. شو... پروا مکن............در..... میانِ.... آتشم.... رقصان.... بیا
نماد کاربر
 
سپـاس : 422

ارسـال : 1102


نام: محمّد جوانشیری
سن: 32 سال
شهر: تهران
نام نویسی: 90/9/24

ذکر نشده

Re: آزمايش مايكلسون و مورلي؟

نوشتهاز سوی ngr6111 در شنبه 16 آبان 1394 - 14:09

خیلی ممنونم از توضیحتون.
 
سپـاس : 1

ارسـال : 11


نام نویسی: 91/12/16

ذکر نشده


بازگشت به فیزیک مدرن

چه کسی هم اکنون اینجاست ؟

کاربرانی که در این تالار هستند: بدون کاربران عضو شده و 4 مهمان