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Il fallimento più importante della storia della Fisica (1887)

Il Fallimento più importante della storia della Fisica - MO#10 - CURIUSS

"Ever tried. Ever failed. No matter. Try again. Fail again. Fail better."

"Ho sempre tentato. Ho sempre fallito. Non discutere. Prova ancora. Fallisci ancora. Fallisci meglio."

Samuel Beckett

una curiosità: Le peggiori invenzioni di sempre? Cosa c'è al Museo del Fallimento (11.06.2021)

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riflessioni sulla scienza e sulla matematica....

La scienza è infallibile?

Il Paradosso di Gödel: La Matematica è Incompleta?

queste riflessioni ci ricordano qualcosa?

L'interferometro di Michelson & Morley (1887) ...    

PREMESSA:

nel 1801 Thomas YOUNG riesce a calcolare la lunghezza d'onda della luce utilizzando solo una doppia fenditura e questo espermento sembrò confermare la natura ondulatoria della luce, ma le onde luminose avrebbe bisogno di un mezzo da far oscillare per propagarsi, fu quindi ipotizzata l'esistenza di un "ETERE LUMINIFERO" come mezzo di propagazione della luce nello spazio

la lunghezza d'onda della luce: l'interferometro di YOUNG (1801)   ...

negli anni intorno al 1887, Michelson costruisce un dispositivo in grado di misurare la lunghezza d'onda della luce visibile utilizzando al posto della doppia fenditura di Young due specchi, vediamo come:

1. Interferometro di Michelson e Morley:

2. Interferometro di Michelson e Morley:

Interferometro di Michelson e Morley: la strumentazione nel nostro laboratorio

Scheda di lavoro sull'Interferometro di Michelson&Morley (da utilizzare quando andremo in laboratorio)

Acquistare un interferometro di Michelson & Morley per il laboratorio di fisica

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L'esperimento con l'interferometro nel Laboratorio di FISICA del Liceo 12.03.2025

sembra tutto funzionare bene, ma allora in che senso fu un fallimento?

Applicazione dell'interferometro di M&M alla ricerca del vento d'etere

le equazioni di Maxewll per il campo elettrico e magnetico contengono la velocità di propagazione di un onda elettromagnetica c in funzione di due costanti universali, quindi la velocità di propagazione di un onda elettromagnetica è costante e pari esattamente alla velocità di propagazione della luce nel vuoto, difficile possa trattarsi di una coincidenza e quindi la luce può essere vista come un'onda elettromagnetica che si propaga nell'ETERE LUMINIFERO alla velocità:

ma...

Rispetto a cosa la luce viaggia a velocità c?

ma cos'è che vibra per trasportare la luce?

ma l'ETERE LUMINIFERO esiste? e quali caratteristiche dovrebbe avere?

l'ETERE LUMINIFERO, se esistesse, dovrebbe avere caratteristiche ben strane:

1. è molto RIGIDO, perché altrimenti la luce proveniente da una stella lontana sarebbe assorbita dall'etere

2. è molto ELASTICO, per permettere all'onda di propagarsi

3. è poco DENSO, dal momento che le onde elettromagnetiche rallentano in mezzi più densi

3. NON influisce sul moto dei pianeti, per rispettare le leggi di Newton

e infine una domanda: "quale dovrebbe essere la velocità della Terra rispetto all'ETERE?", se l'Etere è un riferimento attraverso il quale viaggiano le onde ettromagnetiche, si sarebbe potuto calcolare la velocità della Terra rispetto all'etere.

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e a questo punto entra in gioco l'interferomento di Michelson & Morley, inizialmente costruito allo scopo di misurare la lunghezza d'onda della luce, per cercare di misurare la velocità della Terra rispetto all'etere, in pratica di rilevare il "VENTO d'ETERE" e quindi di dimostrare l'esistenza dell'ETERE LUMINIFERO.

3. Esperimento sul "vento d'etere" di Michelson & Morley:

per fare i calcoli, schematizziamo l'interferometro:

i due fasci di luce A e B, dovrebbero impiegare tempi diversi per arrivare allo schermo (e formare una figura d'interferenza) a causa della differenza di tempi di percorrenza dei due raggi nei due bracci a seconda dell'orientamento dei bracci rispetto al moto della Terra,

ipotizziamo il caso che la Terra si stia muovendo nella direzione del braccio B con velocità v

nel braccio B il tempo di percorrenza sarebbe:

nel braccio A il tempo di percorrenza sarebbe:

i due tempi sono differenti →

quindi dovrebbe cambiare la figura d'interferenza sullo schermo, ma non si riescono a valutare variazioni nella figura di interferenza anche variando l'orientamento dei bracci, eseguendo le osservazioni in diverse ore del giorno e in diversi periodi dell'anno

in questo l'esperimento è fallito: non si riesce a misurare la velcotà della Terra rispetto all'etere e quindi trovare una prova dell'esistenza del "vento d'etere"

come si potrebbe spiegare tale "fallimento"?

1. la spiegazione più semplice sarebbe v=0 ossia la Terra non si muove rispetto all'etere, come ad esempio nel modello geocentrico ticonico

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2. l'interferometro non è in grado di rilevare tali variazioni nella figura di interferenza

la velocità della luce è circa 300.000 km/s

mentre la velocità della Terra dovuta al suo moto di rivoluzione attorno al Sole è di circa 30 km/s

(è possibile trascurare gli altri moti della Terra)

è vero si tratta di 4 ordini di grandezza di differenza, ma l'interferometro è abbastanza preciso? Michelson & Morley sono bravi come sperimentatori?

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3. l'etere luminifero NON esiste, la luce è fatta di particelle proprio come sosteneva Newton (ma, allora...)

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4. la velocità della luce non si somma alla velocità della Terra (no, va beh, e la legge di composizione dei moti???)

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5. il braccio dell'interferometro si "contrae" nella direzione del moto quanto basta per rendere impercettibili le variazioni dei tempi di percorrenza della luce nei due bracci
contrazione di FitzGerald- LORENTZ     ...

quale spiegazione vi convince di più????

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Approfondimenti altri materiali

Il Fallimento più importante della storia della Fisica - MO#10 - CURIUSS

La storia dell'esperimento di Michelson e Morley:

Una spiegazione dell'esperimento di Michelson e Morley:

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