Скоростта на светлината във вакуум ... и не само

Човек винаги се интересуват от естеството на светлината, както е видно от митовете, легендите, съществуващи философски дебати и научно наблюдение. Светлината винаги е бил повод за обсъждане на древните философи, а опитите за изучаване са били направени дори по времето на евклидовата геометрия - 300 години пр. Хр. Това вече е наясно с праволинейни разпространение на светлината, равни ъгли на падане и отражение, пречупване явление, обсъдени причините на дъгата. Аристотел вярваше, че скоростта на светлината е безкрайно голяма и следователно логично се аргументира и измерване на скоростта светлината не подлежи на обсъждане. Типичен случай е, когато проблемът е по-дълбок от ерата на разбирането на отговора.

Преди около 900 години Авицена предположи, че без значение колко голяма е скоростта на светлината, тя в крайна сметка има крайна стойност. Това мнение не беше само него, но никой не можеше да го докаже експериментално. Genius Галилео предложен експеримент механистични разбиране на проблема: двама души, стоящи на разстояние от няколко километра един от друг, дават сигнали, отваряне на фенера клапа. След втората страна да види светлината от първата лампа, той се отваря портата, и първата страна регистрира момента на получаване на сигналната лампа отговор. Тогава разстоянието се увеличава и всичко се повтаря. Очаква се да се определи увеличението на закъснението и на тази основа да се изчисли скоростта на светлината. Експериментът приключи с нищо, защото "всичко не беше внезапно, но изключително бързо".

Първият за измерване на скоростта на светлината през 1676, астроном Оле Рьомер - той взе откритията на Галилей: той открива през 1609 г. и четири спътникът на Юпитер, който за шест месеца разликата във времето между две затъмнения на спътника е 1320 секунди. Използвайки астрономическата информация от своето време, Ремер получи скорост на светлината от 222 000 км в секунда. Беше невероятно, че самият метод на измерване е невероятно точен - прилагането на сега известните данни за диаметъра орбитите на Земята, Юпитер и забавянето на времето на затъмняването на спътника дават скоростта на светлината във вакуум, на нивото на съвременните стойности, получени по други методи.

Първоначално имаше само едно оплакване за експериментите на Remer - беше необходимо да се извършат измервания по сухоземни средства. Бяха преминали почти 200 години и Луи Физеу построи остроумна настройка, в която светлинен лъч се отрази от огледалото на разстояние повече от 8 километра и се върна. Тънкостта беше, че минаваше по пътя напред и назад през кухините на зъбчатото колело и ако скоростта на колелото се увеличи, тогава щеше да дойде момента, когато светлината вече нямаше да се вижда. Останалото е въпрос на техника. Резултатът от измерването е 312 000 км в секунда. Сега виждаме, че Физеу е още по-близо до истината.

Следващата стъпка в измерването на скоростта на светлината беше направена от Фуко, който замени зъбчатото колело плоско огледало. Това позволи да се намалят размерите на инсталацията и да се увеличи точността на измерване до 288 000 км в секунда. Не по-малко важен бе експериментът на Фуко, в който той определи скоростта на светлината в средата. За тази цел между огледалата на инсталацията е поставена тръба с вода. В този експеримент скоростта на светлината е намаляла, тъй като се размножава в средата, в зависимост от индекса на пречупване.

През втората половина на 19 век Мишелсън отдаде 40 години от живота си на измервания в областта на светлината. Короната на работата му беше инсталацията, върху която измерваше скоростта на светлината във вакуум, използвайки евакуирана метална тръба по-дълъг от един и половина километра. Друго основно постижение на Мишелсън е доказателството, че за всяка дължина на вълната скоростта на светлината във вакуум е същата и като модерен стандарт е 299792458 +/- 1,2 m / s. Такива измервания са направени въз основа на рафинирани стойности на референтния измервателен уред, чието определение е одобрено от 1983 г. като международен стандарт.

Мъдрият Аристотел греши, но това отне почти 2000 години.