Яка швидкість світла?

Яка швидкість світла?
Перше успішне вимірювання швидкості світла у вакуумі виконав в 1676 році. Він розрахував швидкість світла по руху супутників Юпітера. Сучасне значення. Philip Gibbs у вакуумі не виміряна.

Вона має точну фіксовану величину в стандартних одиницях. За міжнародною угодою 1983 метр визначається як довжина шляху, прохідна світлом у вакуумі за час 1/299792458 секунди. Швидкість світла в точності дорівнює 299792458 м / с. Дюйм визначений, як 2. 54 сантиметри. Тому в неметричних одиницях швидкість світла теж має точне значення.

Таке визначення має сенс лише тому, що швидкість світла у вакуумі константа, а цей факт повинен бути підтверджений експериментально (див.). Також експериментально потрібно визначати швидкість світла в середовищах, таких як вода і повітря. До сімнадцятого століття вважалося, що світло поширюється миттєво. Це підтверджували спостереження місячного затемнення.

При кінцевої швидкості світла повинна бути затримка між положенням Землі щодо Місяця і становищем земної тіні на поверхні Місяця, але такої затримки не виявлено. Зараз ми знаємо, що швидкість світла дуже велика, щоб помітити затримку.

Галілей сумнівався в нескінченності швидкості світла. Він запропонував спосіб її виміру шляхом закривання і відкривання ліхтаря розташованого на відстані в кілька миль.

Невідомо, чи намагався він провести такий експеримент, але через дуже великій швидкості світла вимір не могло бути вдалим. виконав в 1676 році. Він зауважив, що час між затемненнями супутників Юпітера менше, коли відстань від Землі до Юпітера зменшується, і більше, коли ця відстань збільшується. Він зрозумів, що це виходить за зміни часу, який потрібно світла, щоб пройти від Юпітера до Землі при зміні відстані між ними. Він розрахував, що швидкість світла дорівнює 214 000 км / с.

Неточність пояснюється тим, що відстані між планетами в той час не були ще добре визначені. У 1728 році оцінив величину швидкості світла, спостерігаючи аберацію зірок (зміна видимого положення зірки, викликане рухом Землі навколо Сонця).

Він спостерігав одну з зірок у сузір’ї Дракона, і виявив, що її видиме положення змінюється протягом року. Цей ефект працює для всіх зірок, на відміну від паралакса, який помітніше для ближніх зірок.

Аберація аналогічна впливу руху на кут падіння крапель дощу. Якщо ви стоїте, і немає вітру, то краплі падають вертикально вам на голову. Якщо ви побіжите, то виявиться, що дощ йде під кутом і потрапляє вам в обличчя.

Бредлі виміряв цей кут для світла зірок. Знаючи швидкість руху Землі навколо Сонця, він визначив, що швидкість світла дорівнює 301 000 км / с. на Землі виконав в 1849 році.

Він використовував віддзеркалення світла від дзеркала, віддаленого на відстань 8 км. Промінь світла проходив через зазор між зубчиками швидко обертового колеса. Швидкість обертання збільшували, поки відбитий промінь не ставав видно в наступному зазорі.

Розрахована величина вийшла рівною 315 000 км / с. Через рік поліпшив цей метод, використовуючи обертається дзеркало, і отримав набагато більш точне значення 298000 км / с. Покращений метод був досить точний, і з його допомогою визначили, що швидкість світла у воді менше, ніж у повітрі.

Після того, як опублікував свою теорію електромагнетизму, стало можливо визначати швидкість світла побічно за значеннями магнітної та електричної проникності. Першими це зробили в 1857 році.

У 1907 році таким же способом отримали 299788 км / с. У той час це було саме точне значення. Надалі додаткові заходи застосовувалися для підвищення точності. Наприклад, враховували коефіцієнт заломлення світла в повітрі.

У 1958 отримав значення 299792. 5 км / с, використовуючи мікрохвильовий інтерферометр і електрооптичний затвор Керра.

Після 1970 року з використанням лазера з високою стабільністю спектра і точних цезієвих годин стали можливі ще більш точні вимірювання. До цього часу точність еталона метра була вище, ніж точність вимірювання швидкості світла. І ось швидкість світла стала відома з точністю плюс-мінус 1 м / с. Тепер стало більш практично у визначенні метра використовувати швидкість світла. Еталон відстані в 1 метр зараз визначається з використанням атомних годин і лазера.

У таблиці представлені основні етапи вимірювання швидкості світла Philip Gibbs, 1997 Переклад.

Яка швидкість світла?

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!




Добавить комментарий