Interferómetro de Michelson – mide una longitud de onda, pon a prueba el éter

FísicaÓpticaEdades 16–17Laboratorio virtual

Usar con mi clase

Mueve un espejo y cuenta las franjas circulares que pasan por el centro de la pantalla: Δd = Nλ/2 da la longitud de onda de un láser, incluso de uno desconocido. Otra pantalla gira el aparato de Michelson y Morley en un supuesto viento de éter y compara el desplazamiento de franjas que predice la física clásica con el resultado nulo.

Lección: Interferómetro de Michelson, medida de la longitud de onda contando franjas, experimento de Michelson y Morley, constancia de la velocidad de la luz

Qué muestra

Un interferómetro de Michelson divide un haz en dos, envía cada parte a un espejo y las vuelve a juntar. Mover un espejo Δd cambia el camino en 2Δd, de modo que pasa una franja por cada λ/2 de movimiento y Δd = Nλ/2. En 1887, Michelson y Morley giraron un instrumento así en el supuesto viento de éter y esperaban un desplazamiento de unas 0,4 franjas, pero hallaron menos de una vigésima parte. El resultado no dejó lugar a un viento de éter, y más tarde la relatividad especial tomó la velocidad de la luz como igual para todo observador.

Cómo usarla

En Contar franjas, elige Fuente de luz, Franjas a contar y Velocidad, y pulsa Mover espejo. El espejo se detiene en esa cuenta y la medida pasa a la tabla. Calcula λ = 2Δd/N. Luego mide el Láser X. En Michelson–Morley, ajusta Camino óptico L y Velocidad del viento de éter v, y pulsa Girar. La curva discontinua es la predicción y los puntos son las lecturas. La tabla da el límite superior de la velocidad del viento.

Parámetros que puedes cambiar

  • Pantalla Contar franjas, Michelson–Morley
  • Fuente de luz Láser rojo, Láser verde, Láser violeta, Láser X
  • Franjas a contar 20–300
  • Camino óptico L 1,2–11 m
  • Velocidad del viento de éter v 5–60 km/s

Preguntas para explorar

  1. ¿Cuánto se mueve el espejo para 100 franjas de luz roja y qué longitud de onda da eso?
  2. ¿Qué longitud de onda mides para el Láser X y cómo cambia tu incertidumbre al contar más franjas?
  3. ¿Qué desplazamiento predice la física clásica para L = 11 m y v = 30 km/s, y qué muestran las lecturas?