Işık taşıyıcı esir
Cleveland, Temmuz 1887. Michelson ve Morley taş bir levhayı cıva yatağına oturtur, üstüne aynalar dizer ve yavaşça döndürür. Dünya Güneş’in çevresinde 30 km/s hızla dolanır; ışık durgun esirde bir dalgaysa, karşıdan esen esir rüzgârı göz merceğindeki saçakları 0,4 saçak kaydırmalıdır. Kaymayı beklediler. Kayma olmadı.
Esir, dalganın bir ortama ihtiyacı olduğu için icat edildi. Ses havada, dalga suda ilerler — o halde ışık da boşluğu dolduran bir şeyin içinde ilerlemeli. Esir, bu kadar hızlı dalgaları taşıyabilmek için çelikten sert olmalı, ama gezegenlere de engel olmamalıydı. 1887 deneyi gösterdi ki ışık, Dünya nasıl hareket ederse etsin her yöne aynı biçimde ilerler. 1905’te Einstein bunu bir yasa yaptı ve esire gerek kalmadı.
| Gösterim | aether · luminiferous aether · simgesiz |
| Nasıl arandı | Dünya’nın esir içindeki hızıyla — girişim saçaklarının kaymasıyla |
| Ne varsayılırdı | durgun ortam · ışık hızı gözlemcinin hareketine bağlı |
| Giriş ve terk | Huygens, 1690 · Fresnel, 1818 · Michelson ve Morley, 1887 · Einstein, 1905 |
| Bugünkü yazım | c = 299 792 458 m/s tam olarak, 1983’ten beri — metrenin tanımı gereği |
| Tipik değerler | 0,37 saçak — 1887’de beklenen · 0,01’den az — görülen · 10⁻¹⁷ — bugünkü duyarlık |
01 · Tanım
Işığın içinde koştuğu ortam
Işık esirde bir dalgaysa, esire göre bir hızı vardır: c. Esirin içinden geçen bir gözlemci, ışığı karşıdan gelirken daha hızlı, arkadan yetişirken daha yavaş görmelidir. Dünya Güneş’in çevresinde 30 km/s hızla dolanır — c’nin on binde biri. Yakalanmaya çalışılan fark buydu.
Bu kadar küçük bir düzeltme doğrudan ölçülemez. Michelson ışığın iki yolunu karşılaştırdı: rüzgâr boyunca ve rüzgâra dik. Nehirde akıntı boyunca gidip gelen ve nehri enine geçip dönen yüzücü gibi: akıntı boyunca gidiş daha uzun sürer. Fark, küçük bir oranın karesidir: (v/c)² = 10⁻⁸. Girişim bunu görünür kılar: dalga boyunun bir kesri kadar kayma, aydınlık saçakları yerinden oynatır.
Kim önce döner
L genişliğinde bir nehir soldan sağa akıyor; leylak rengi oklar akıntıyı gösterir. İki yüzücü aynı c hızıyla yüzer: altın rengi olan nehir boyunca gidip gelir, mavi olan enine, karşı kıyıya gidip döner. Alttaki şeritler yolda geçen süreleridir. Enine yüzen her zaman önce döner. Esir rüzgârına dik giden ışın da tıpkı böyle, rüzgâr boyunca gideni geçmeliydi.
Levhayı döndürün ve göz merceğine bakın
Tek bir ana işlem var — «Levhayı döndür» düğmesi. Taş levha cıva üzerinde yüzer ve yavaşça döner. Ortada yukarıdan görünür: altın rengi lamba, mavi ışınlar kolların uçlarındaki aynalara gider, 16 yansıma, toplam 11 m yol. Leylak rengi çizgiler esir rüzgârıdır; hızını sürgü belirler. Sağda göz merceği: aydınlık ve karanlık saçaklar. Esir varsa, levha dönerken saçaklar salınmalıdır. Göz merceğinin altında bir grafik var: leylak eğri esir kuramına göre kayma, altın noktalar — görülen. «Esirli dünya / 1887 dünyası» anahtarı iki cevabı da gösterir.
—
02 · Dönüşüm
Esirin birimi yoktu, bu yüzden aranan hızı dönüştürüyoruz. İnterferometredeki saçak kayması β² ile, yani ışık hızı kesrinin karesiyle artar. Dünya’nın yörünge hızı için β = 10⁻⁴, β² = 10⁻⁸.
Bugün hiçbir hız «esire göre» ölçülmez. Yalnızca kozmik mikrodalga arka plan ışımasına göre hareket vardır: Güneş onun içinden 370 km/s hızla geçer, ama bu bir ortamın rüzgârı değil, görünür bir harekettir.
| {n} | {v} | {note} |
03 · Büyüklük mertebeleri
04 · Ölçüm aletleri
05 · Yazım kuralları
06 · Komşu birimler
Flojiston iz bırakmadan gitti, kalorik geride kaloriyi bıraktı. En çoğunu esir bıraktı: Maxwell denklemleri esnek bir esir için yazıldı ve ondan uzun yaşadı. Esiri ortadan kaldıran ışık hızının sabitliği ise kendisi ölçünün temeli oldu: metre onunla tanımlanır.
07 · Tarihsel bölüm
1887 deneyi, ölçümün gürültüye karşı nasıl kurulacağının örneğidir. Kumtaşı levha, sarsıntısız döndürülebilsin diye cıva üzerinde yüzüyordu. Gözlem bir bodrumda, öğlen ve akşam yapıldı; her turda on altı okuma. 0,4 saçak bekleniyordu, okumaların saçılması yaklaşık 0,01 idi.
Sıfır sonuç bir üst sınır verdi: Dünya’nın esir içindeki hızı yaklaşık 5—8 km/s’den küçüktür. Yüz yıl sonra ışık hızının sabitliği metrenin tanımının parçası oldu. 1983’ten beri metre, ışığın saniyenin 1/299 792 458’inde aldığı yoldur.
Büyüklük kataloğu
tüm dizin →SI’nin yedi temel birimi
Bir damla asit suyun rengini değiştirir, tuz alevi boyar, su bir vuruşla donar. Altlarında Simetrium’un tüm sayfaları, alanlara göre ve alfabetik olarak.
Dizini aç →