Explique 0 experimento de Michaelson-Morley para determinação da velocidade da luz no vácuo.
Passo 1
Neste exercício vamos falar sobre o experimento de Michelson–Morley, que usa interferometria para testar a existência do éter luminífero e verificar se a velocidade da luz no vácuo depende da direção de propagação.
Passo 2
O aparato central é o interferômetro de Michelson. Um feixe de luz monocromática atinge um divisor semirrefletor que o separa em dois feixes perpendiculares. Cada feixe percorre um braço, reflete em um espelho e retorna para o divisor, onde se recombina e forma um padrão de interferência.
Passo 3
A ideia teórica é que, se a Terra se deslocasse através de um éter estacionário, o feixe que vai na direção do movimento (e volta) levaria tempo diferente do feixe perpendicular. Calcula-se a diferença de tempo Δt entre as duas trajetórias:
Das trajetórias paralela e perpendicular ao “vento de éter” temos
Das trajetórias paralela e perpendicular ao “vento de éter” temos
onde L é o comprimento de cada braço, c é a velocidade da luz no éter e v a velocidade da Terra no éter. Essa diferença de tempo produziria um deslocamento de franjas mensurável.
Passo 4
No experimento, o interferômetro foi montado sobre uma mesa giratória. Ao rodar a mesa em 90°, esperava-se observar um deslocamento de franjas proporcional a Δt. Porém, ao longo de várias rotações e medições, observou-se essencialmente nenhuma mudança no padrão de interferência.
Passo 5
A ausência de deslocamento de franjas (resultado nulo) indicou que não havia “vento de éter” detectável. Concluiu-se que a velocidade da luz no vácuo é a mesma em todas as direções, independente do movimento da Terra. Isso foi um dos pilares para o desenvolvimento da teoria da relatividade restrita.
Passo 6
Como resultado, o experimento de Michelson–Morley não só pôs limites muito baixos para qualquer anisotropia na velocidade da luz, como também levou à rejeição do éter luminífero e à constatação de que c é uma constante universal.
Resposta
O experimento de Michelson–Morley produziu um resultado nulo (nenhum deslocamento de franjas), mostrando que a velocidade da luz no vácuo é a mesma em todas as direções e não depende do movimento da Terra, o que eliminou a hipótese do éter luminífero e abriu caminho para a relatividade restrita.