UFU 2021 — Questão 23 · Mecânica

No final do século XIX, os cientistas Michelson e Morley buscaram analisar a existência de um sistema de referência absoluto, a partir do qual todos os movimentos pudessem ser analisados. Supuseram que há uma espécie de “substância”, que preenche todo o espaço sideral. Quando a luz viaja através dela, sua velocidade poderia ser afetada por tal “substância”, da mesma forma que a velocidade de um barco varia quando ele está se movendo no sentido da correnteza do rio por onde navega ou perpendicular a ela.

Para testar tal influência, eles montaram um experimento, apresentado de modo simplificado na imagem a seguir.

Nele, um feixe de luz é dividido em dois (I e II), ao passar por uma lâmina parcialmente espelhada, seguindo caminhos que formam um ângulo reto entre si. Tais raios atingem os espelhos planos, são refletidos, recombinados e desviados para um anteparo. Com tal aparato, buscaram checar se havia qualquer diferença na rapidez média ao longo dos dois caminhos de ida e volta, que tinham o mesmo comprimento (d). O experimento foi montado de tal forma que o caminho (II) estava paralelo ao movimento orbital da Terra e o (I), perpendicular, uma vez que, se nosso planeta estivesse viajando através da tal substância, isso afetaria a velocidade do feixe luminoso.

espelho plano feixe de luz espelho plano lâmina parcialmente d espelhada direção do movimento anteparo orbital da Terra À luz dos conhecimentos atuais, que relação há entre as velocidades dos feixes (I) e (II)?