Äthertheorie - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Wie entstand die Äthertheorie?

a) Mechanische Welle breiten sich nur mit Hilfe eines Trägermediums aus (z.B. Luft, Wasser). Daher nahm man im 19 Jhd. an, dass dies auch die die Ausbreitung von Licht gilt. Dieses Medium, dass für diese Übertragung verantwortlich wäre, nannte man Äther

b) Die Äthertheorie entstand, als man die Vorteile von Äther erkannte v.a. in der medizinischen Anwendung

2) Was stellt man sich in der Äthertheorie vor?

a) Nach der Äthertheorie bewegt sich die Erde mit großer Geschwindigkeit durch das ruhende Ausbreitungsmedium Äther. Der Äther ist dabei das Ausbreitungsmedium von Licht und wird als absolutes Bezugssystem definiert.

b) Nach der Äthertheorie ruht die Erde in dem Ausbreitungsmedium Äther. Der Äther ist dabei das Ausbreitungsmedium von Licht und wird als absolutes Bezugssystem definiert.

3) Ende des 19.Jhds sollte das Michelson-Morley-Experiment die Äthertheorie bestätigen. Was war der Grundgedanke des Michelson-Morly-Experimentes?

a) Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht die Maximalgeschwindigkeit von Teilchen ist, war der Grundgedanke des Experimentes, die Äthertheorie zu widerlegen

b) Wenn sich Luft (als Trägermedium von Schallwellen) in einem Raum bewegt, verändert sich auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall. Bewegt sich nun der Äther (Trägermedium, dass uns in einem absoluten Bezugssystem umgibt), müsste sich auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht verändern.

4) Welche physikalische Idee steckt hinter dem Micheslon-Morly-Experiment?

a) Man strahlt Licht auf einen bestimmten Ort und misst die Zeit. Da der Äther ruhelos und reibungslos ist, müsste das Licht mit Lichtgeschwindigkeit am Zielort ungebremst ankommen

b) Nach der Äthertheorie bewegt sich die Erde durch das "Äther", der an der Erde vorbeiströmt. Daher müsste Licht unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten haben, je nachdem in welcher Richtung (z.B. parallel) das Licht sich zum strömenden Äther bewegt (Strömung ist durch die Bewegung der Erde vorgegeben)

5) In dem Michelson-Morly-Experiment wird im Versuchsaufbau das bekannte Michelson-Interferometer verwendet. Wie funktioniert dieser Aufbau?

Michelson Interferometer

a) Monochromatisches Licht wird durch einen Spiegel (halbdurchlässig) in zwei Teile zerlegt. Ein Lichtbündel wird von einem (weiteren) Spiegel S2 reflektiert, gelangt so zu dem halbdurchlässigen Spiegel zurück und von dort zu einem Fernrohr. Das zweite Lichtbündel wird einem (weiteren) Spiegel S3 reflektiert und gelangt so zum halbdurchlässigen Spiegel und von dort zum Fernrohr.

b) Monochromatisches Licht wird an einem halbdurchlässigen Spiegel zu Spiegel S2 abgelenkt, von der zurück zum Spiegel. Von dort wird das Lichtbündel zum Spiegel S3 abgelenkt und von Spiegel S3 zum halbdurchlässigen Spiegel zurück reflektiert und gelangt so in das Fernrohr

6) Was ist am Fernrohr eines Michelson-Interferometer zu beobachten?

a) Am Fernrohr kommt es zur Interferenz beider Lichtbündel. In der Mitte des Objektives sieht man einen Lichtpunkt.

b) Am Fernrohr kommt es zu einer Interferenz beider Lichtbündel. wodurch ein Ringmuster entsteht. Würde sich nun die "Umlaufzeit" eines Lichtbündels ändern, so verändern sich die Interferenzringe (vergrößern oder verkleinern sich).

7) Was war das Ergebnis des Michelson-Morly-Experimentes und wie ist die Äthertheorie aus heutiger Sicht zu sehen?

a) Das Michelson-Morly-Experiment konnte die Äthertheorie nicht bestätigen (es gab keine Änderungen in den Interferenzmustern), aus heutige Sicht der Physik gibt es keinen Beweis für oder gegen die Äthertheorie. Man geht aber aufgrund von Ergebnissen aus Experimenten davon aus, dass ein keinen Äther gibt

b) Das Michelson-Morly-Experiment hat die Äthertheorie bestätigt (am Fernrohr bzw. am Objektiv konnte ein Lichtpunkt erkannt werden), weshalb die Äthertheorie heute bewiesen und gültig ist

Physik Test – Die Äthertheorie

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