1. OBJETIVOS

Analizar el comportamiento de la luz usando el experimento de Albert A. Michelson y Edward W. Morley.

2. FUNDAMENTO TERICO

Durante mucho tiempo se consider por parte de los cientficos en la antigedad, que la velocidad de la luz era infinita, ya que era difcil encontrar un mtodo preciso de medida. Varios cientficos intentaron crear equipos capaces de medir la velocidad de la luz, pero estos no eran muy convincentes ampliar este marco terico. En 1881 en Potsdam, Alemania. El fsico Albert A. Michelson inicia una serie de experimentos para determinar la velocidad de la luz. En este ao logra con ayuda de un instrumento sencillo medir la velocidad de la luz con un margen de error del 5%, entre el valor peridico al valor observado. Sin embargo en 1887 acepto un empleo como profesor en Cleveland, Estados Unidos y fue aqu que con ayuda del qumico y fsico estadounidense Edward W. Morley, desarrollaron el famoso experimento de Michelson y Morley, con el fin de determinar la existencia del ter, medio en el que se supona que viajaba la luz con un margen de error del 2.5%, entre el valor predicho en funcin de lo observado.El experimento consiste en hacer un haz de luz monocromtica sobre un espejo semitransparente, que divide este haz en dos rayos perpendiculares entre s, los cuales inciden cada uno sobre un par de espejos independientes que se encargan de reflejarlos rayos hacia el espejo semitransparente, donde ambos rayos son reflejados hacia una pantalla, generando un patrn de interferencia.

Descripcin del experimento

Interfermetro de Michelson:A - Fuente de luz monocromticaB - Espejo semirreflectanteC - EspejosD - Diferencia de caminoEsquema del interfermetro de Michelson En la base de un edificio cercano alnivel del mar, Michelson y Morley construyeron lo que se conoce como elinterfermetrode Michelson. Se compone de unalentesemiplateada o semiespejo, que divide la luz monocromtica en dos haces de luz que viajan en un determinado ngulo el uno respecto al otro.Con esto se lograba enviar simultneamente dos rayos de luz (procedentes de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales (ocaminos pticosiguales) y recogerlos en un punto comn, en donde se crea un patrn deinterferenciaque depende de la velocidad de la luzen los dos brazos del interfermetro. Cualquier diferencia en esta velocidad (provocada por la diferente direccin de movimiento de la luz con respecto al movimiento del ter) sera detectada.La distancia entre los espejos y el semiespejo tiene una longitud "L", es decir, el "Recorrido 1" es igual al "Recorrido 2".Existe una diferencia entre los recorridos 1 y 2 observados en la Tierra y fuera de la Tierra (observador externo). Los recorridos para el observador externo (fuera del planeta), el cual est en reposo, sern:

Como:

Se tiene entonces que:

Finalmente, obtenemos despus de simplificar, que el Recorrido 1 es igual a:

Para obtener el Recorrido 2 se tiene lo siguiente (Ver Figura 3):

Para hallar t1 y t2 se puede suponer que a la ida (t1) la luz va a una velocidad c-v y la distancia sigue siendo L, e igualmente para la vuelta (t2) se puede suponer que la velocidad es c+v y la distancia L. Entonces se tiene que: t1=l/(c-v) y t2=l/(c+v):

El tiempo empleado por el barco a favor de la corriente y contra corriente, segn la interpretacin de Michelson y Morley, estara dado por:

El tiempo empleado por el barco que se desplaza en ngulo recto, para Michelson y Morley es:

La diferencia en el tiempo sera:= Lacontraccin de Lorentzes una consecuencia de las frmulas matemticas sealadas anteriormente. Contraccin que est representada por la siguiente expresin:,dondeL1es la distancia medida por un observador en movimiento con velocidad "v" siendo "c" la velocidad de la luz yL2es la distancia medida por un observador en reposo. Y para el caso del interfermetro, en examen, la contraccin correspondera a la reduccin de la longitud de uno de sus brazos, lo que explicara el motivo por el cual ambos haces de luz llegaron simultneamente a su destino (llegaron en fase).La analoga usada por Michelson y Morleyse refiere a dos barcos, un ro y un observador.

3. MATERIALES

2 Espejos Lamina de vidrio Lseres verde y rojo Hoja de papel bond o cuadriculado fondo blanco Lapicero tinta liquida Transportador Regla de madera milimetrada

4. PROCEDIMIENTO

a) Arme el esquema

b) Coloque los dos espejos en forma perpendicular del semi espejo (vidrio) y a una distancia de 30 cm. Este semi-espejo debe estar ubicado a 45o con respecto al eje de los espejos.

c) Coloque el lser rojo de 635 nm enfrente al semi-espejo y calibre los espejos.

d) Cuente el nmero de granjas observadas y mida la distancia entre franja y franja.

e) Rote el sistema un ngulo de 90o tome una foto del patrn de interferencia obtenido y plantee una conclusin de acuerdo a la teora del experimento de Michelson y Morley.

f) Ahora aleje los espejos por lo menos 1 distancia ms con el ngulo de 45o y 90o y tome la foto en cada caso.

ANALISIS El patrn de interferencia, con que laser (rojo y verde) se observa mejor, tome fotos del patrn de interferencia obtenido para cada laser

Franjas de interferencia del lser verde

Complete la siguiente tabla

Tabla 1: Laser Verde

Nmero de franjasDistancia(mm)

14.5

23.2

33

43

52.5

62.3

72.1

81.9

91.4

101.2

DISTANCIA PROMEDIO2.51

Fuente: Propia

Tabla 2: Laser Rojo

Nmero de franjasDistancia(mm)

11

22

32.5

41.5

52

61.5

DISTANCIA PROMEDIO1.75

Fuente: Propia

5. CONCLUSION

Gracias al experimento se pudo observar como la luz acta a veces como ondas y tambin se pudo observar que las diferentes distancias que tenan las franjas de la luz roja y verde de los lseres.

6. INVESTIGA

a) Podras calcular la velocidad de la luz en la tierra?Si, para esto se utilizara en este caso un experimento realizado con un microondas, que no ayudara a saber la velocidad de la luz.Las molculas de agua son polares, como los imanes; y, por ello, se intentan alinear con el campo electromagntico generado por el microondas, que en nuestro caso emite con 2.450 MHz, haciendo vibrar las molculas de agua 2.450 millones de veces por segundo.Para calcular la longitud de onda, es muy sencillo. Las zonas derretidas indican los mximos de la onda, por tanto, la distancia entre dos mximos ser la longitud de onda. En nuestro caso esta medida corresponde con 110 mm. Esa distancia la dividimos por 1.000 para pasarla a un valor en metros, obteniendo 0,11 m.

Entonces "c" ser el producto de 0,11 y de 2.450.000.000 y, dando como resultado 269.500.000 m/s. Si dividimos por 1000, obtendremos 269.500 Km/s, que es un resultado bastante aproximado a los 299.792,458 Km/s de la velocidad de la luz.

b) Qu se quiso descubrir con este experimento?

Poder analizar el comportamiento de la luz, pero en este experimento tuvimos problemas con la luz del lser rojo, ya que no se poda observar bien sus franjas debido a la luz ambiental de esa hora.

c) Influye la distancia de separacin entre los espejos?

Si, las distancia entre los espejos y el vidrio tienen que ser iguales, si las distancias de los espejos no son iguales no se podr reflejar entre ellos, por consecuencia no se podrn ver las franjas de luz.

d) Qu existe en el espacio?

Segn Gregg Braden, en 'The Divine Matrix - Bridging Time, Space, Miracles, and Belief dice:Aunque previamente un concepto de divulgacin cientfico (en forma de ter luminosos), la nocin de un ter se haba convertido esencialmente en un tab en la ciencia despus delinfame experimento Michelson-Morley (MM), supuestamente desmentido de su existencia en 1887, a pesar de que en el mejor (o peor) de todo lo que hizo fue aparentemente refutar (o ms bien, no logr demostrar) la existencia de un material inerte o ter mecnico, colgando en el aire como un gas.

e) Qu importancia tiene el experimento Michelson y Morley?

Fue la primera prueba contra la teora delter. El resultado del experimento constituira posteriormente la base experimental de la teora de larelatividad especialdeEinstein.

7. BIBLIOGRAFIA

http://www.bibliotecapleyades.net/ciencia/ciencia_fisica81.htm https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%89ter_(f%C3%ADsica) http://www.bibliotecapleyades.net/archivos_pdf/divine-matrix.pdf