Home ⇒ 👍Різне ⇒ Як вимірюють швидкість світла?

Як вимірюють швидкість світла?

У 1676 датський астроном Оле Ремер зробив перший грубу оцінку швидкості світла. Ремер зауважив слабке розбіжність в тривалості затемнень супутників Юпітера і зробив висновок, що рух Землі, або наближається до Юпітера, або віддаляється від нього, змінювало відстань, яку доводилося проходити світлу, відбитому від супутників.

Вимірявши величину цієї розбіжності, Ремер підрахував, що швидкість світла становить 219911 кілометрів на секунду. У більш пізньому експерименті в 1849 році французький фізик Арман Фізо отримав, що швидкість світла дорівнює 312 873 кілометрам в секунду.

Як показано на малюнку вгорі, експериментальна установка Физо складалася з джерела світла, напівпрозорого дзеркала, яке відображає тільки половину падаючого на нього світла, дозволяючи решті проходити далі обертового зубчастого колеса і нерухомого дзеркала. Коли світло потрапляв на напівпрозоре дзеркало, він відбивався на зубчасте колесо, яке розділяло світло на пучки. Пройшовши через систему фокусирующих лінз, кожен світловий пучок відбивався від нерухомого дзеркала і повертався назад до зубчастому колесу. Провівши точні вимірювання швидкості обертання, при якій зубчасте колесо блокувало відображені пучки, Фізо зміг обчислити швидкість світла. Його колега Жан Фуко рік потому удосконалив цей метод і отримав, що швидкість світла становить 297878 кілометрів на секунду. Це значення мало відрізняється від сучасної величини 299792 кілометрів на секунду, яка обчислюється шляхом перемноження довжини хвилі і частоти лазерного випромінювання.

Експеримент Фізо

Як показано на малюнках вгорі, світло проходить вперед і повертається назад через один і той же проміжок між зубцями колеса в тому випадку, якщо воно обертається повільно (нижній малюнок). Якщо колесо обертається швидко (верхній малюнок), сусідній зубець блокує повертається світло.

Результати Физо

Розмістивши дзеркало на відстані 8,64 кілометра від зубчастого колеса, Фізо визначив, що швидкість обертання зубчастого колеса, необхідна для блокування повертається світлового пучка, становила 12,6 оборотів в секунду. Знаючи ці цифри, а також відстань, пройдену світлом, і відстань, яку повинно було пройти зубчасте колесо, щоб блокувати світловий пучок (рівне ширині проміжку між зубцями колеса), він обчислив, що світловому пучку потурбувалися 0,000055 секунди на те, щоб пройти відстань від зубчастого колеса до дзеркала і назад. Розділивши на цей час загальна відстань 17,28 кілометра, пройдена світлом, Фізо отримав для його швидкості значення 312873 кілометра в секунду.

Експеримент Фуко

У 1850 році французький фізик Жан Фуко удосконалив техніку Фізо, замінивши зубчасте колесо на обертається дзеркало. Світло з джерела доходив до спостерігача тільки в тому випадку, коли дзеркало здійснювало повний оберт на 360 ° за проміжок часу між відправленням і поверненням світлового променя. Використовуючи цей метод, Фуко отримав для швидкості світла значення 297 878 кілометрів на секунду.

Фінальний акорд у вимірах швидкості світла.

Винахід лазерів дало можливість фізикам виміряти швидкість світла з набагато більшою точністю, ніж коли або раніше. У 1972 році вчені з Національного інституту стандартів і технології ретельно виміряли довжину хвилі і частоту лазерного променя і зафіксували швидкість світла, твір цих двох змінних, на величині 299792458 метрів в секунду (186282 милі в секунду). Одним з наслідків цього нового виміру було рішення Генеральної конференції мір і ваг прийняти в якості еталонного метра (3,3 фута) відстань, яку світло проходить за 1/299792458 секунди. Таким чином / швидкість світла, найбільш важлива фундаментальна постійна у фізиці, зараз обчислюється з дуже високою достовірністю, а еталонний метр може бути визначений набагато більш точно, ніж будь-коли раніше.

(2 votes, average: 3.50 out of 5)

Швидкість світла Швидкістю світла називають швидкість, з якою відбувається поширення електромагнітних хвиль (в тому числі і світла у вакуумі. На даний момент швидкість світла є максимально можливою з практично досяжних швидкостей. Швидкість світла чисельно дорівнює 299 792 458 м/с, хоча зазвичай для спрощення при розрахунках використовують 300 000 000 м/с. Позначається швидкість світла малою латинською літерою “с”. […]...

Що таке швидкість світла? Швидкість світла – сама незвичайна величина вимірювання, яка відома на сьогоднішній момент. Першою людиною, який спробував пояснити феномен поширення світла, був Альберт Ейнштейн. Саме він вивів всім відому формулу E = mc², де E – це повна енергія тіла, m – маса, а c – швидкість світла у вакуумі. Формула була вперше опублікована в журналі […]...

Швидкість у фізиці: одиниці швидкості Як ви думаєте, хто рухається швидше агроном Васєчкін, автомобіль Renault чи літак Боїнг? Хто з них швидше добереться від Києва до Черкас? Відповідь очевидна Renault швидше Васечкіна, але повільніше Боїнга. Тобто ми не тільки знаємо, як рухаються різні об’єкти, але і можемо порівняти їх швидкості. А що таке швидкість у фізиці? Як знайти швидкість тіла, […]...

Швидкість прямолінійного рівномірного руху Прямолінійним рівномірним рухом називається рух тіла по прямій лінії, при цьому тіло повинно за рівні проміжки часу проходити рівні відрізки шляху. Наприклад, якщо автомобіль рухається по прямій дорозі і за кожну хвилину проїжджає 1 км, то, можна сказати, що він рухається прямолінійно і рівномірно. Прямолінійний рівномірний рух характеризується швидкістю і напрямом. Швидкість прямолінійного рівномірного руху […]...

Дисперсія світла – коротко Отже, в чому полягає явище дисперсії світла? У минулій статті ми розглянули закон заломлення світла. Тоді ми не замислювалися, а точніше – не згадували про те, що світло (електромагнітна хвиля) має певну довжину. Давайте згадаємо: Світло – електромагнітна хвиля. Видиме світло – це хвилі, що мають довжину в інтервалі від 380 до 770 нанометрів. Так […]...

“Швидкість електричного струму” і швидкість руху носіїв заряду Уявімо собі дуже довгий ланцюг струму, наприклад телеграфну лінію між двома містами, віддаленими один від іншого, скажімо, на 1000 км. Ретельні досліди показують, що дії струму в другому місті почнуть проявлятися, т. Е. Електрони в що знаходяться там провідниках почнуть рухатися, приблизно через секунди після того, як почалося їх рух по проводах в першому місті. […]...

Віддзеркалення світла. Закон відбиття світла Вам уже відомо, що світло від джерела або від освітленого тіла сприймається людиною, якщо промені світла потрапляють в очі. Як поводитиметься світло, якщо на його шляху є перешкода? Щоб дізнатися це, проробимо наступний досвід. Від джерела S направимо через щілину пучок світла на екран. Екран буде освітлений, але між джерелом і екраном ми нічого не […]...

Швидкість у фізиці Ми розглянули переміщення предмета на площині. Слід сказати, що будь-яке переміщення відбувається в часі. Можна сказати, що куля перемістився з початкової точки А в кінцеву точку Б за якийсь проміжок часу: Δt = t1 – t0, де t1 – кінцевий час; t0 – початковий час; Δt – проміжок часу Якщо ми хочемо дізнатися як швидко […]...

Швидкість Землі Швидкість Землі по своїй орбіті досить велика – 30 км / с, що становить 1/10000 частина швидкості світла. Можна провести цікавий досвід, використовуючи величезну швидкість Землі при її русі по орбіті. Швидкість Землі по своїй орбіті досить велика – 30 км/с Якщо рухатися у напрямку до джерела світла, можна взяти світловий сигнал швидше, ніж при […]...

Вимірювання швидкості світла Переважна більшість античних вчених вважали, що швидкість світла нескінченна. Надалі це положення стали брати під сумнів. Вперше питання про вимірювання швидкості світла поставив Галілей, однак існуючі тоді способи вимірювання та їх точність не дозволяли перевірити його припущення за допомогою експерименту. Багато вчених того часу, такі як Декарт і Кеплер, продовжували наполягати на нескінченній швидкості поширення […]...

Швидкість відносного руху Як відомо, будь-який рух тіла відносно обраної системи відліку. Для якихось систем відліку тіло буде рухатися швидко, для інших повільніше, а для третіх взагалі спочивати. Коли йдеться про швидкість прямолінійного рівномірного руху, то зазвичай мається на увазі, що швидкість вимірюється щодо покоїться тіла. Наприклад, ви стоїте, а поруч проїжджає велосипедист, і ви спостерігаєте, що за […]...

Швидкість нерівномірного руху Якщо при прямолінійному рівномірному русі тіло за рівні проміжки часу проходить рівні шляхи, так як його швидкість не змінюється, то при нерівномірному русі тіло за рівні проміжки часу проходить різні шляхи, так як швидкість тіла змінюється. Прикладами прямолінійного нерівномірного руху можуть бути розгін і гальмування. У випадку розгону швидкість тіла збільшується, і за кожен рівний […]...

Відбиття світла від поверхні Ми знаємо, що всі тіла і предмети можливо побачити завдяки тому, що від них відбиваються промені світла, які сприймає наше око. А як відбиваються ці промені? Хаотично, як завгодно або підкоряючись якимсь законам? Напевно кожен з вас розважався в дитинстві, пускаючи сонячних зайчиків. Дзеркальце потрібно повернути таким чином, щоб на нього потрапляли сонячні або які-небудь […]...

Устаткування додаткового джерела світла в теплиці Світло в теплиці потрібен для росту рослин і освітлення в темний час доби. Недостатня кількість світла в теплиці в зимовий час є основним чинником, що стримує ріст рослин. Тому в теплицях застосовують додаткове освітлення. Краще використовувати спеціальне освітлення, здатне підтримувати прискорене зростання живців рослин восени – на початку зими, коли рослини зазвичай засипають до весни. […]...

Заломлення світла. Закон заломлення світла Розглянемо, як змінюється напрям променя при переході його з повітря у воду. У воді швидкість світла менше, ніж у повітрі. Середовище, в якому швидкість поширення світла менше, є оптично більш щільною середовищем. Таким чином, оптична щільність середовища характеризується різною швидкістю поширення світла. Це означає, що швидкість поширення світла більше в оптично менш щільною середовищі. Наприклад, […]...

Джерела світла. Поширення світла Ще в давні часи вчені цікавилися природою світла. Що таке світло? Чому одні предмети кольорові, а інші білі або чорні? Дослідним шляхом було встановлено, що світло нагріває тіла, на які він падає. Отже, він передає цим тілам енергію. Вам уже відомо, що одним з видів теплопередачі є випромінювання. Світло – це випромінювання, але лише та […]...

Розсіювання світла З класичної точки зору процес розсіювання світла полягає в тому, що світло, проходячи через речовину, збуджує коливання електронів в атомах. Хиткі електрони стають джерелами вторинних хвиль. Вторинні хвилі є когерентними і тому повинні інтерферувати. У разі однорідного середовища вторинні хвилі гасять один одного у всіх напрямках, крім напрямку поширення первинної хвилі. Тому розсіювання світла, тобто […]...

Середня швидкість нерівномірного руху Для опису нерівномірного руху часто використовують середню швидкість за даний проміжок часу. Наведемо приклад. Нехай автомобіль за 3 год проїхав 150 км. У цьому випадку ми говоримо, що середня швидкість автомобіля за 3 год дорівнює 150 км / 3 ч = 50 км / год. Що не означає, що автомобіль їхав з такою швидкістю рівномірно: […]...

Поляризація світла Дифракція і інтерференція світла підтверджує хвильову природу світла. Але хвилі можуть бути поздовжніми і поперечними. Розглянемо наступний досвід. Поляризація світла Припустимо пучок світла через прямокутну пластину турмаліну, одна з граней якої паралельна осі кристала. Ніяких видимих змін не відбулося. Світло лише частково погасив у пластині і придбав зеленувате забарвлення. Тепер після помістимо ще одну пластину […]...

Швидкість: лінійна і кутова Для того щоб точно охарактеризувати обертальний рух, використовують спеціальні фізичні величини. Лінійною швидкістю називають миттєву швидкість, спрямовану по дотичній до траєкторії руху. Вона постійно змінюється у напрямку, залишаючись постійною за модулем. Фактично, це і є швидкість, з якою тіло обертається. Якщо радіус кола, по якому відбувається рух, дорівнює R см, то довжина кола: 2πR см […]...

Поширення світла Окремі закони оптики були сформульовані задовго до того, як була визначена сутність світла. Одним з таких законів буде закон прямолінійного поширення світла. Згідно з ним в однорідної прозорому середовищі світло поширюється прямолінійно. Він був визначений в ще III в. до н. е. давньогрецьким вченим Евклідом. Якщо середовище не прозора, то світ не буде поширюватися. Прямолінійністю […]...

Дисперсія світла. Дослід Ньютона Дисперсія світла надала можливість вперше досить достовірно обгрунтувати складову сутність білого світла. Так само цей феномен можна побачити, наприклад, при ламанні світла в частинках води, на траві чи в атмосфері при формуванні веселки або ж близько ліхтарів в тумані. Один з найбільш переконливих маркерів дисперсії – розкладання білого світла при пропущенні його крізь призму (досвід […]...

Як вимірюють відстань до зірок? Наш земну кулю, тримаючись на відстані близько 160 мільйонів кілометрів від Сонця, за рік “намотує” вельми не мала відстань. Однак по-справжньому гігантські відстані починаються за межами сонячної системи. Вимірювач морських глибин – лот – в області астрономії неодноразово кидався в напрямку різних зірок і довго не міг досягти жодної з них, не міг досягти “дна”. […]...

Таємниці світла Майже всі свої знання про Всесвіт вчені отримують шляхом спостереження за світлом і подальшого аналізу принесеної їм інформації. Проте ще зовсім недавно про сам світлі люди практично нічого не знали. У сімнадцятому столітті з’явилися дві суперечать теорії про природу світла. Корпускулярна теорія, висунута Ісааком Ньютоном, стверджувала, що світло складається з найдрібніших частинок, названих Ньютоном корпускулами. […]...

Як розвинути швидкість бігу? Перед багатьма спортсменами, які займаються легкою атлетикою, рано або пізно встає питання, як розвинути швидкість бігу. Постійні спроби збільшити цей показник може не дати результатів, якщо не будуть дотримуватися основні правила швидкісного бігу. Як підвищити швидкість бігу? Щоб збільшити швидкість бігу, необхідно звернути увагу на такі моменти: Треба навчитися бігати в розслабленому стані, щоб м’язи-антагоністи […]...

Швидкість відносного руху двох тіл Нехай два тіла рухаються вздовж однієї прямої і ми знаємо швидкості цих тіл. Як знайти, з якою швидкістю рухається одне з цих тіл відносно іншого? Розглянемо спочатку випадок, коли швидкості тіл спрямовані однаково. Вирішимо завдання З селища одночасно виїхали в одному напрямку вантажівка зі швидкістю 40 км / год і легковий автомобіль зі швидкістю 60 […]...

Як вимірюють відстані в космосі? Для цієї мети використовується безліч різних методів. Так, екіпаж космічного корабля “Аполлон-11” залишив на Місяці лазерний відбивач, за допомогою якого відстань між Землею і Місяцем вдалося виміряти з точністю до сантиметра. Відстані до інших тіл Сонячної системи – планет, астероїдів і т. д. – можна виміряти за допомогою радарів – шляхом аналізу відбитих від них […]...

Як збільшити швидкість бігу? Біг являє собою циклічний вправа, яке повністю виконується, коли людина робить подвійний крок. Якщо провести аналогію зі спортивною ходьбою, біг передбачає присутність фази польоту, яка відбувається під час відштовхування ноги від покриття. Середня швидкість людини при бігу на годину може бути різною. Найчастіше ця величина становить 12 км/год, але щоб прискоритися, потрібно максимально скоротити фазу […]...

Перша космічна швидкість Під час вивчення руху тіл, які були кинуті під деяким кутом до горизонту, ми вважали, що Земля пласка. І що тіло рухається по параболічної траєкторії. Однак справжні відомості говорять нам про те, що планета практично має форму кулі і якщо тілу надати більшу швидкість, то воно може впасти, обігнувши деяку частину кулястої Землі. Більш того, […]...

Хвильові і корпускулярні властивості світла За часів Ньютона більшість фізиків розглядали світло як потік особливих частинок. Правда, повної згоди з цього питання не було. Так, сучасник Ньютона Гюйгенс вважав світло хвилями, що поширюються в особливому середовищі – ефірі. Суперечка про природу світла закінчується в 19 столітті, коли були поставлені досліди, що демонструють дифракцію світла. Після цього хвильова природа світла стає […]...

Як вимірюють високі температури? Вимірювання температури жариться в духовці індички є досить простою справою – досить вставити термометр в тушку. Проте спроба використовувати такий же підхід до щойно випущеному з доменної печі рідкого чавуну, що має температуру більше 1500 ° С (2732 ° F), не дасть нічого, крім розплавленого термометра. Визначення таких високих температур засноване на вимірюванні інтенсивності теплового […]...

Швидкість обертання Землі навколо Сонця Люди з давніх часів цікавилися, чому ніч змінюється днем, зима весною, а літо осінню. Пізніше, коли на перші питання були знайдені відповіді, вчені почали детальніше розглядати Землю як об’єкт Сонячної системи, намагаючись дізнатися, з якою швидкістю Земля обертається навколо Сонця і навколо своєї осі. Рух Землі Усі небесні тіла перебувають в русі і Земля не […]...

Які існують засоби пересування? Перевезення пасажирів Автобуси бувають одноповерховими і двоповерховими. Двоповерховий автобус здатний перевозить! більше пасажирів. Одноповерхові автобуси можуть бути зчленованими, тобто складатися з головної машини і причепа. Незважаючи на свою довжину, вони можуть розгорнутися на невеликому просторі. Крім міських, існують і міжміські автобуси. Трамвай може складатися з одного або декількох вагонів. Оскільки, з точки зору екології, це […]...

Інтерференція світла Все, про що ми говорили в попередньому розділі, справедливо для інтерференції будь-яких видів хвиль – зокрема, світлових. Але є дві істотні особливості, що відрізняють інтерференцію світла від інтерференції, скажімо, механічних хвиль. 1. Період коливань електромагнітного поля в світловій хвилі є настільки малим, що спостерігати і вимірювати ми можемо лише усереднене значення інтенсивності світла. 2. Два […]...

Фуко Леон: коротка біографія Французький фізик. Народився в м. Париж. Початкову освіту здобув удома. За наполяганням батька вивчав медицину, але захопився експериментальної фізикою. З 1845 року – науковий оглядач газети “Журнал дискусій”, з 1855 р – співробітник Паризької обсерваторії, з 1862 р – член Бюро довгот. У 1851 р за допомогою маятника (маятник Фуко) наочно довів обертання Землі навколо […]...

Заломлення світла – коротко Заломленням світла називають зміна напрямку променів світла при переході з однієї прозорого середовища в іншу. Воно обумовлене тим, що швидкість світла в різних середовищах різна. Кут між переломлених променем і перпендикуляром до межі поділу двох середовищ називають кутом заломлення. Його позначають грецькою буквою у. Переломлених промінь лежить в одній площині з падаючим променем і перпендикуляром, […]...