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Trouton-Noble-Experiment
Aus Kefk.
Mit dem Trouton-Noble-Experiment versuchten Frederick Thomas Trouton und H. R. Noble 1903 auf eine andere Art als beim Michelson-Morley-Experiment den Bewegungszustand der Erde relativ zum Äther zu messen. Der negative Ausgang des Trouton-Noble-Versuchs war neben dem Michelson-Morley-Versuch eine der wichtigsten Bestätigungen der speziellen Relativitätstheorie.
Bei diesem Versuch wurde ein geladener Plattenkondensator benutzt. Dieser ist so konstruiert, dass er sich frei um eine zu den Platten parallele Achse drehen kann, so er einem Drehmoment unterworfen wäre. Wenn nun die Erde und der Kondensator eine Geschwindigkeit v haben, repräsentiert jede geladene Kondensatorplatte einen Strom, deren Magnetfeld B auf die andere Platte eine Lorentz-Kraft F und damit ein Drehmoment ausüben sollte.
Bei einer 'Ätherwindgeschwindigkeit' v in einem Winkel zur senkrechten Verbindungslinie der beiden Platten ergäbe sich das (letztlich vom Winkel unabhängige) Drehmoment zu
(E: Feldenergie im Kondensator; c: Lichtgeschwindigkeit), wenn man die Anordnung als Dipol mit zwei Punktladungen betrachtet.
Bei dem Versuch konnten jedoch keinerlei Drehmomente nachgewiesen werden, d.h.
. Hier tritt also kein Strom auf und folglich gelten die Maxwell-Gleichungen inklusive der Lichtgeschwindigkeit c0 in jedem Inertialsystem.
Jedoch ein Beobachter, der sich relativ zur Erde bewegt, sollte nun annehmen, dass sich der Kondensator dreht. Genaue Betrachtungen unter Einbeziehung des relativistischen Energie-Impuls-Tensors zeigen aber, dass die relativistischen mechanischen Spannungen und die Lorentz-Kräfte sich genau kompensieren.
Literatur
- F. T. Trouton and H. R. Noble, "The mechanical forces acting on a charged elecric condenser moving through space," Phil. Trans. Royal Soc. A 202, 165–181 (1903).
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