A fénysebesség vákuumban ... és nem csak

Az ember mindig is érdekelt a fény természetében, amelyrőltanúságtudó mítoszok, legendák, filozófiai érvek és tudományos megfigyelések. A fény mindig alkalom volt az ősi filozófusokról folytatott megbeszélésekre, és megpróbálta tanulmányozni azt még az euklideszi geometria idején is - 300 évvel ezelőtt. Még akkor is ismerték a fényszaporítás egyszerűségét, az incidencia és a reflexió szögének egyenlőségét, a fénytörés jelenségét és a szivárvány előfordulásának okait. Arisztotelész úgy gondolta, hogy a fénysebesség végtelenül nagy, ezért logikusan vitatkozik, és a fénysebesség mérését nem vitatják meg. Egy tipikus eset az, amikor a probléma mélyebb, mint a válasz megértésének kora.

Körülbelül 900 évvel ezelőtt Avicenna ezt javasoltanem számít, mennyire nagy a fénysebesség, végül is véges értéke van. Ez a vélemény nem csak ő volt, de senki sem tudta kísérletileg bizonyítani. A lenyűgöző Galileo Galilei a mechanikai megértés kísérletét javasolta: két kilométeres távolságból álló ember jelzi a lámpacsatornát. Amint a második résztvevő látja a fényt az első zseblámpából, megnyitja csillapítását, és az első résztvevő rögzíti a reciprok fényjelzés fogadásának idejét. Ezután a távolság megnövekszik és minden megismétlődik. Várakozásaink szerint a késleltetés növekedését és ennek alapján a fénysebesség kiszámítását végezték el. A kísérlet semmit sem ért véget, mert "nem hirtelen, de rendkívül gyors volt".

Az első, amely 1676-ban véletlenszerűen mérte a fénysebességet, Csillagász Ole Roemer - vette a felfedezések Galileo: ő fedezte fel 1609-ben a négy műhold Jupiter, aki hat hónap múlva különbség a két fogyatkozás a műhold 1320 másodperc. Csillagászati ​​információ korának Roemer volt a fény sebessége egyenlő 222.000 km másodpercenként. Kábító volt, hogy a mérési módszer maga rendkívül pontos - használata a jelenleg ismert Föld körüli pályára átmérőjű adatok, a Jupiter és fényerő műholdas késleltetési idő adja a fénysebesség vákuumban, naprakész kapott értékeket más módszerekkel.

Először Remer kísérletei csak egyek voltakállítás - földi eszközökön végzett mérések elvégzéséhez szükséges. Majdnem 200 év, és Louis Fizeau épített ötletes berendezés, amelyben a visszavert fénynyaláb a tükör a parttól több mint 8 km-re, és nem jött vissza. Finomság volt, hogy ez megtörtént útban oda-vissza a fogaskerék üregek, és ha a forgási sebesség a kerekek növelik, eljön az idő, amikor a fény már nem látható. A többi technika. A mérés eredménye másodpercenként 312 000 km. Most látjuk, hogy Fizeau még közelebb áll az igazsághoz.

A következő lépés a fénysebesség mérésébenFoucault, aki a fogaskereket lapos tükörrel váltotta fel. Ez lehetővé tette a berendezés méreteinek csökkentését és a mérési pontosság növelését 288 000 km / másodpercre. Nem kevésbé fontos volt Foucault kísérlete, amelyben meghatározta a fény sebességét a közegben. Ebből a célból egy vízcső került a berendezés tükrei közé. Ebben a kísérletben a fénysebességet a fénytörési index függvényében a táptalajban propagálva csökkentették.

A XIX. Század második felében ideje voltMichelson, aki élete negyven évét a fény területén végzett mérésekre fordította. Munkájának koronája a telepítés volt, amelyen a fénysebesség vákuumban mértéke egy több mint egy mérföld hosszú evakuált fémcsővel történt. Michelson másik alapvető eredménye volt annak bizonyítása, hogy bármely hullámhosszon a fénysebesség vákuumban megegyezik, és a modern szabvány 299792458 +/- 1,2 m / s. Az ilyen méréseket a referenciamérő finomított értékei alapján végezték, amelyek meghatározását 1983 óta nemzetközi szabványként engedélyezték.

A bölcs Arisztotelész tévedt, de ez majdnem 2000 évig tartott.