miércoles, 13 de junio de 2018

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UNIVERSIDAD ESTATAL A DISTANCIA
VICERRECTORÍA ACADÉMICA
ESCUELA CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

FÍSICA MODERNA
Código: 03182


Trabajo colaborativo 1
Blog: Experimento de Michelson y Morley

Integrantes:
Karla Badilla Martínez, cedula 304550440
Esmeralda Morales  Valdivia, cédula 603810711
Raquel Chaverri Hidalgo, cédula 206780783


Tutor:
Fernando Ureña Elizondo

Fecha de entrega:
17 de Junio del 2018

II Cuatrimestre 2018

Introducción

Imagen del éter: el supuesto sistema absoluto de referencia

El experimento de Michelson y Morley fue uno de los más famosos e importantes de la física, este fue realizado por Albert Michelson y Edward Morley en el año 1887. Michelson fue galardonado con un premio nobel de física en 1907. Este experimento fue el que comprobó que era totalmente falsa la teoría del éter en el espacio.
Este experimento a su vez se convirtió en la referencia para que Albert Einstein diera por sentada su popular teoría de la relatividad, considerada uno de los descubrimientos más importantes aportados por el famoso científico.
En este blog haremos un repaso por algunos aspectos importantes referentes a esta teoría, primero conoceremos a más a fondo de que se trata este fenómeno, se describe como este experimento se llevó a cabo y bajo a cuál objetivo. También exploraremos que fue lo que motivó a estos dos científicos la fabricación de este experimento y que esperaban descubrir o probar con él.
Por otra parte, y no menos importante, las aplicaciones que se le da a este descubrimiento en la actualidad, tomando en cuenta diferentes campos, así también como la importancia que tiene para la ciencia actual.
Por último, se planteará una actividad que se pueda llevar a cabo en el salón de clases para explicar este tema a los estudiantes y lo puedan comprender y conocer su importancia.
Al final, daremos algunas conclusiones relacionadas con los aspectos más importantes de este trabajo.

Descripción

Experimento realizado por Michelson y Morley

Explicación del fenómeno que ocurre
A finales del siglo XIX, muchos físicos querían saber por cual medio se propagaba la luz, pensaron que ese medio podría tratarse del éter ya que es un fluido elástico que ocupaba todos los huecos del universo. Es por ello que Michelson y Morley quisieron saber a ciencia cierta si esto era verdad; por eso ellos inventaron un aparato con qué medir el desplazamiento de la tierra con respecto al éter.
Los investigadores Michelson y Morley crearon un experimento para medir el desplazamiento de la tierra con respecto al éter, dicho experimento se llevó acabo en 1887. Partiendo de un dispositivo Michelson había ideado, construyeron en el laboratorio un nuevo interferómetro, en el que una misma fuente emite dos rayos de luz de la misma longitud que recorren simultáneamente dos caminos (de ida y vuelta), pero dispuestos formando un ángulo de 90º; de esta manera se veían afectados de manera diferente por el éter. Al juntar los dos rayos y observar el patrón de interferencia obtenido, el interferómetro dio un resultado negativo, es decir, no había pruebas de la existencia del éter; pero para no romper todos los esquemas que se tenían, se concluyó que el éter era arrastrado por la Tierra. (Martín y Martín,2009, p.4)
Después de que este gran descubrimiento se diera, Alberth Einstein dio a conocer su teoría de la relatividad, esto causó gran revuelo en aquella época y sin duda la problemática que los unía da por un hecho que ambas teorías estaban relacionadas. 
Así lo confirma Martín y Martín (2009):
Teniendo en cuenta este contexto, la problemática que los une, parecería evidente que el experimento llevado a cabo por Michelson y Morley y lo establecido por Einstein en su teoría de la relatividad están estrechamente relacionadas, podemos incluso pensar que la base de la que partió Einstein fue el famoso experimento, pues lo que postuló veinte años después es lo obtenido experimentalmente por Michelson y Morley. De hecho, es así como la mayoría de los libros de texto lo establecen y así se enseña en las aulas. (p 6)
Es así como se llevó a cabo este descubrimiento tan importante para la humanidad; el cual hasta hoy en día tiene muchas aplicaciones en la actualidad.

Motivación para el desarrollo del experimento

Imagen: Michelson y Morley


Desde la época de Galileo se tenía constancia de la relatividad del movimiento y del hecho de que cada objeto posee un sistema de referencia propio. Sin embargo, en el siglo XIX los científicos estaban empeñados en hallar un sistema de referencia absoluto, es decir, que no se moviera y que sirviera de referencia para el resto; era una obsesión justificada por el hecho que toda la mecánica clásica está fundamentada en este tipo de sistemas (Del Rey et. al. 2009). Simultáneamente, otro de los problemas que ocupaba a los físicos era el medio a través del cual se propagaba la luz. Uno de los posibles era el éter, que se definía como un fluido imponderable y elástico que ocupa todos los huecos del universo. Si se demostraba la existencia de semejante fluido, éste no sólo explicaría el desplazamiento de las ondas lumínicas, sino que podía ser el sistema de referencia absoluto que tanto ansiaban. Existían dos grandes hipótesis relativas al mismo: que se desplazara en conjunto con la Tierra o que la Tierra se desplazara respecto del éter. Fue así como, por una parte, el investigador Michelson inventó el interferómetro que lleva su nombre a fin de determinar la existencia del “éter”, hizo un primer intento en 1881, y luego en 1887 en colaboración con Morley llevó a cabo una versión más precisa del experimento que puso las bases experimentales para la teoría especial de la relatividad, idearon un experimento para medir el desplazamiento de la Tierra con respecto de ese medio, el cual se llevó a cabo en 1887. Partiendo de un dispositivo que Michelson había ideado, construyeron en el laboratorio un nuevo interferómetro, en el que una misma fuente emite dos rayos de luz de la misma longitud que recorren simultánea mente dos caminos (de ida y vuelta), pero dispuestos formando un ángulo de 90º de esta manera se veían afectados de manera diferente por el éter. Al juntar los dos rayos y observar el patrón de interferencia obtenido, el interferómetro dio un resultado negativo, es decir, no había pruebas de la existencia del éter; pero para no romper todos los esquemas que se tenían, se concluyó que el éter era arrastrado por la Tierra (Del Rey et. al 2009)

Aplicaciones


Michelson y Morley realizaron su famoso experimento, preparado para determinar con gran precisión el cambio de la velocidad medida de la luz debido al movimiento del observador a través del éter. No encontraron cambio alguno. Como consecuencia de ese experimento se descartó la teoría del éter y fue confirmado el principio de relatividad (Cassina A, Levinas L, et al 2005)

Importancia que tiene para el desarrollo de la ciencia actual

Imagen de la deformación propuesta por Einstein debido a la gravedad

Este experimento basado en la existencia de un fluido por el que se desplazaban las ondas como la luz fue por muchos años el desvelo de estos dos científicos que nunca vieron frutos del mismo, fue hasta muchos años después que mediante las ideas de Einstein se logro dar explicación a sus resultados, este fluido no existía y no existían los sistemas de referencias absolutos, lo que vino a revolucionar la ciencia y la concepción del universo ya que mediante esta afirmación se construyo la teoría de la relatividad , una de las mas importantes y trascendentales para la ciencia,  que se fundamenta en dos pilares: 1- Las leyes físicas son la mismas en todos los sistemas de referencia inerciales y 2-La velocidad de la luz en el vació es la misma para todos los observadores y es igual a c. (Bueche, 2004).
Dichas afirmaciones tienen tantas implicaciones que es difícil explicarlas todas, sin embargo entre las mas importantes es la deformación del espacio-tiempo que represento un cambio en la percepción del universo y su dinámica, así como abrió nuevas posibilidades, también se logro determinar que el único absoluto es la velocidad de la luz y con esto se determino que todas las demás mediciones son relativas, por otro lado se creo la famosa ecuación E=mc2 que relaciona dos conceptos hasta ese momentos ajenos entre si.

Actividad a realizar en clase

En esta sección de nuestro blog, creado para el estudio y análisis de este experimento proponemos una actividad con la cual sea posible explicar este tema a los estudiantes, tomando en cuenta una explicación sencilla del experimento y qué se buscaba con la realización del mismo, además, una demostración donde los estudiantes comprendan su función y por supuesto que conozcan de su importancia, así como sus aplicaciones en la vida actual.

La actividad se plantea de la siguiente manera:
Departamento: Física
Tema: Experimento de Michelson y Morley
Nivel: Undécimo nivel
Tiempo aproximado: 2 lecciones
Objetivo general: Comprender la importancia que tuvo para la humanidad el desarrollo del experimento de Michelson y Morley
Objetivos específicos:

  • Conocer bajo en qué contexto se dio la invención del interferómetro
  • Analizar la importancia del experimento de Michelson y Morley
  •   Cuestionario:
  1. ¿En qué año se dio la creación del interferómetro y que se quería demostrar con él?
  2. ¿En qué consistía el interferómetro?
  3. ¿Qué es longitud de onda?
  4. ¿Explique como Michelson y Morley se dieron cuenta que él éter no existía?
  5. Investigue: ¿Qué otros descubrimientos se de dieron posteriores a este hallazgo?







Conclusiones


  • La ciencia si bien la describimos como exacta parte en primera instancia de la imaginación de grandes científicos que en su búsqueda por encontrar respuestas idean formas de comprobar sus teorías, es este impulso por el conocimiento lo que lleva a explorar nuestro universo, en el caso de estos dos grandes científicos fue la suposición de la existencia de un sistema de referencia absoluto, el eter, que no solo permitía a la luz desplazarse sino que también daba una base solida para las mediciones, resulto fue el mayor fracaso ya que nunca se obtuvieron los resultados esperados, sin embargo en la ciencia una respuesta negativa también puede representar un éxito ya que como en este caso fue lo que impulso una de las mayores teorías jamas concebidas como lo es la relatividad, que vino a revolucionar la física y la concepción del universo.

Bibliografía


  • Tipler, P. Mosca, G. (2017). Física para la ciencia y la tecnología. España. Reverte
  • Martín del Rey, Marta; Martín del Rey, Ángel La influencia del experimento de Michelson y Morley en la teoría de la relatividad Ciencias, Núm. 94, abril-junio, 2009, pp. 4-11 Universidad Nacional Autónoma de México. recuperado de http://www.redalyc.org/pdf/644/64412193002.pdf
  • Bañon, D. (2018) El experimento de Michelson-Morley, un sistema de referencia universal. Recuperado de: https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4224/el-experimento-de-michelson-morley-un-sistema-de-referencia-universal
  • Bueche, F. (2004). Ciencias Físicas. España. Reverte

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