Содержание:
Скорость света — это скорость перемещения электромагнитных волн в вакууме. И это очень и очень большой показатель. Он равен примерно 300 миллионам метров в секунду. Как можно было измерить его? Ученые бились над этой задачей не одно столетие, ведь то, что у электромагнитных волн есть ограничение по скорости, поняли еще в 17 веке. Ранее же думали, что свет распространяется мгновенно, а потому скорости не имеет ну или она бесконечна.
Основывались такие умозаключения на наблюдениях лунного затмения. Предполагалось, что при наличии конченой скорости, должна была обнаруживаться задержка между расположением Земли по отношению к Луне и положением тени Земли на Луне. Ее же не было. Сейчас это объяснимо, ведь скорость света слишком велика для этого. Но в то время этот факт был убедительным для многих.
Галилео Галилей
Первым предположившим, что скорость света все же конечна, был итальянский физик и астроном Галилео Галилей. Он признавал, что она огромна, но все же считал, что измерить ее можно.
Он же и произвел первые попытки определить показатель скорости света. Опыт его не представлял большой сложности и не требовал особого оборудования. Ученый и его помощник становились на вершинах холмов, расположенных на значительном расстоянии, но которое было доподлинно известно. В руках у них были фонари заслонками.
Один из участников опыта должен был снимать заслонку с фонаря. И второй должен был проделывать то же самое, но только тогда, когда увидит свет фонаря первого. Учитывая, что расстояние между холмами было известно, Галилео предполагал высчитать скорость света, замерив время задержки перед открытием фонаря. Задумка верная и эксперимент непременно увенчался бы успехом, если бы холмы располагались на расстоянии нескольких миллионов километров. Также не были учтены затраты времени на действие – открытие заслонки. Это можно было бы решить, используя зеркало вместо второго фонаря. Но в любом случае 2 километра между холмами – слишком мало для расчета скорости света таким образом.
Олаф Рёмер
Более удачным и одновременно удивительно точным экспериментом по выявлению скорости света был эксперимент датского ученого Рёмера. Он был увлеченным астрономом и использовал астрономически метод.
В конце 17 века он производил наблюдения за спутником Юпитера – Ио. Который, кстати, стал известен, наряду с еще тремя другими спутниками Юпитера, благодаря Галилео Галилею.
Ио совершает оборот вокруг планеты всегда за одно и то же время – 42 часа и 28 минут. Когда он находится за Юпитером, то с Земли не виден. Олаф наблюдал, какое врем спутник находится в невидимом положении. А затем повторял свои наблюдения спустя полгода, когда Земля перемещалась в противоположную точку своей орбиты.
В процессе Олаф Рёмер обнаружил, что по мере того, как Земля отдаляется от Юпитера, время наступления затмения спутника изменяется. Причем самое больше опоздание составляло 22 минуты.
Высчитав, что Земля отдаляется от Юпитера на расстояние, равное диаметру своей орбиты, астроном поделил этот самый диаметр на время запаздывания. Результат получился не совсем точный – 227 тысячи километров за секунду. Но стоит учесть, что расстояния между планетами и диаметр орбиты были примерными. Еще не было учтено, что планеты движутся не по окружностям, а по эллипсам. Но при таких начальных данных этот опыт можно считать очень успешным.
Впрочем, результаты, полученные датчанином, ученый мир того времени справедливо принял с недоверием.
Джемс Брэдли
Через полвека английский астроном Джеймс Брэдли, которому принадлежит открытие аберрации, также предпринял попытку вычислить скорость света.
Абберация – это изменение положения звезды на небосводе из-за движения Земли по своей орбите вокруг Солнца.
Имея данные о скорости Земли по орбите, а также замерив угол абберации, то есть угол, на который сместилась звезда на небосводе, Брэдли практически точно вычислил скорость света. Его значение – 301 тысяча километров за секунду. Этот результат оставался наиболее точным более сотни лет.
Арман Физо
Ученый из Франции Арман Физо не стал обращаться к наблюдениям за космическими телами. Он использовал вращающийся затвор. Этот метод так же, как и эксперимент Галилео, был по сути лабораторным.
Для своего опыта Арман создал специальную установку. Она состояла из нескольких зеркал и вращающегося колеса с зубчиками по краю. Отразившийся от зеркала свет проходил через зубчики колеса и отражался от еще одного зеркала, расположенного на расстоянии чуть более восьми с половиной километров. Скорость вращения колеса увеличивали настолько, чтобы свет становился виден в следующем зазоре.
Произведя расчеты, Физо получил результат – 313 тысяч километров за секунду. Буквально через год аналогичный эксперимент был проведен другим французским физиком – Леоном Фуко. Его результат отличался и составил 298 тысяч километров в секунду. А еще улучшенная установка Фуко с вращающимся зеркалом позволила установить, что скорость света в водной среде ниже, чем в воздушной.
Какое значение скорости света наиболее точное
Появление лазерных установок, а также мазеров – генераторов, излучающих электромагнитные волны, позволило человечеству получить более точные измерения скорости света. К тому же развивающаяся наука позволила вести косвенные расчеты, не осуществляя измерения напрямую.
Сегодня за наиболее точное значение принято 299 792 458 метров за секунду. Такой показатель был высчитан в 1973 году с помощью лазерного интерферометра.
Любопытно, что после измерить более точно скорость света не представляется пока возможным из-за погрешностей в величине измерения – метре. На сегодня значение метра также привязано к скорости света и приравнено к расстоянию, которое свет преодолевает примерно за 1,3 секунды. Таким образом, решено было избавиться от погрешности.
Но получается, что хоть и принята величина скорости света окончательно, она может быть уточнена. Хотя бы потому что эталонное значение рассчитано для движения света в вакууме, а в среде скорость замедляется. Так что и имеющиеся сейчас показатели не стоит считать окончательными.
Содержание:
Скорость света — это скорость перемещения электромагнитных волн в вакууме. И это очень и очень большой показатель. Он равен примерно 300 миллионам метров в секунду. Как можно было измерить его? Ученые бились над этой задачей не одно столетие, ведь то, что у электромагнитных волн есть ограничение по скорости, поняли еще в 17 веке. Ранее же думали, что свет распространяется мгновенно, а потому скорости не имеет ну или она бесконечна.
Основывались такие умозаключения на наблюдениях лунного затмения. Предполагалось, что при наличии конченой скорости, должна была обнаруживаться задержка между расположением Земли по отношению к Луне и положением тени Земли на Луне. Ее же не было. Сейчас это объяснимо, ведь скорость света слишком велика для этого. Но в то время этот факт был убедительным для многих.
Галилео Галилей
Первым предположившим, что скорость света все же конечна, был итальянский физик и астроном Галилео Галилей. Он признавал, что она огромна, но все же считал, что измерить ее можно.
Он же и произвел первые попытки определить показатель скорости света. Опыт его не представлял большой сложности и не требовал особого оборудования. Ученый и его помощник становились на вершинах холмов, расположенных на значительном расстоянии, но которое было доподлинно известно. В руках у них были фонари заслонками.
Один из участников опыта должен был снимать заслонку с фонаря. И второй должен был проделывать то же самое, но только тогда, когда увидит свет фонаря первого. Учитывая, что расстояние между холмами было известно, Галилео предполагал высчитать скорость света, замерив время задержки перед открытием фонаря. Задумка верная и эксперимент непременно увенчался бы успехом, если бы холмы располагались на расстоянии нескольких миллионов километров. Также не были учтены затраты времени на действие – открытие заслонки. Это можно было бы решить, используя зеркало вместо второго фонаря. Но в любом случае 2 километра между холмами – слишком мало для расчета скорости света таким образом.
Олаф Рёмер
Более удачным и одновременно удивительно точным экспериментом по выявлению скорости света был эксперимент датского ученого Рёмера. Он был увлеченным астрономом и использовал астрономически метод.
В конце 17 века он производил наблюдения за спутником Юпитера – Ио. Который, кстати, стал известен, наряду с еще тремя другими спутниками Юпитера, благодаря Галилео Галилею.
Ио совершает оборот вокруг планеты всегда за одно и то же время – 42 часа и 28 минут. Когда он находится за Юпитером, то с Земли не виден. Олаф наблюдал, какое врем спутник находится в невидимом положении. А затем повторял свои наблюдения спустя полгода, когда Земля перемещалась в противоположную точку своей орбиты.
В процессе Олаф Рёмер обнаружил, что по мере того, как Земля отдаляется от Юпитера, время наступления затмения спутника изменяется. Причем самое больше опоздание составляло 22 минуты.
Высчитав, что Земля отдаляется от Юпитера на расстояние, равное диаметру своей орбиты, астроном поделил этот самый диаметр на время запаздывания. Результат получился не совсем точный – 227 тысячи километров за секунду. Но стоит учесть, что расстояния между планетами и диаметр орбиты были примерными. Еще не было учтено, что планеты движутся не по окружностям, а по эллипсам. Но при таких начальных данных этот опыт можно считать очень успешным.
Впрочем, результаты, полученные датчанином, ученый мир того времени справедливо принял с недоверием.
Джемс Брэдли
Через полвека английский астроном Джеймс Брэдли, которому принадлежит открытие аберрации, также предпринял попытку вычислить скорость света.
Абберация – это изменение положения звезды на небосводе из-за движения Земли по своей орбите вокруг Солнца.
Имея данные о скорости Земли по орбите, а также замерив угол абберации, то есть угол, на который сместилась звезда на небосводе, Брэдли практически точно вычислил скорость света. Его значение – 301 тысяча километров за секунду. Этот результат оставался наиболее точным более сотни лет.
Арман Физо
Ученый из Франции Арман Физо не стал обращаться к наблюдениям за космическими телами. Он использовал вращающийся затвор. Этот метод так же, как и эксперимент Галилео, был по сути лабораторным.
Для своего опыта Арман создал специальную установку. Она состояла из нескольких зеркал и вращающегося колеса с зубчиками по краю. Отразившийся от зеркала свет проходил через зубчики колеса и отражался от еще одного зеркала, расположенного на расстоянии чуть более восьми с половиной километров. Скорость вращения колеса увеличивали настолько, чтобы свет становился виден в следующем зазоре.
Произведя расчеты, Физо получил результат – 313 тысяч километров за секунду. Буквально через год аналогичный эксперимент был проведен другим французским физиком – Леоном Фуко. Его результат отличался и составил 298 тысяч километров в секунду. А еще улучшенная установка Фуко с вращающимся зеркалом позволила установить, что скорость света в водной среде ниже, чем в воздушной.
Какое значение скорости света наиболее точное
Появление лазерных установок, а также мазеров – генераторов, излучающих электромагнитные волны, позволило человечеству получить более точные измерения скорости света. К тому же развивающаяся наука позволила вести косвенные расчеты, не осуществляя измерения напрямую.
Сегодня за наиболее точное значение принято 299 792 458 метров за секунду. Такой показатель был высчитан в 1973 году с помощью лазерного интерферометра.
Любопытно, что после измерить более точно скорость света не представляется пока возможным из-за погрешностей в величине измерения – метре. На сегодня значение метра также привязано к скорости света и приравнено к расстоянию, которое свет преодолевает примерно за 1,3 секунды. Таким образом, решено было избавиться от погрешности.
Но получается, что хоть и принята величина скорости света окончательно, она может быть уточнена. Хотя бы потому что эталонное значение рассчитано для движения света в вакууме, а в среде скорость замедляется. Так что и имеющиеся сейчас показатели не стоит считать окончательными.