Скорость света

О природе света размышляли с древних времен:
Пифагор (около 580-500 лет до нашей эры): «Свет – это истечение «атомов» от предметов в глаза наблюдателя».
В XVI-XVII веках Рене Декарт (французский физик, 1596-1650), Роберт Гук (английский физик, 1635-1703), Христиан Гюйгенс (голландский физик, 1629-1695) исходили из того, что распространение света – это распространение волн в среде.
Исаак Ньютон (английский физик, 1643-1727) выдвигал корпускулярную природу света, т. е. считал, что свет – это излучение телами определенных частиц и их распространение в пространстве.

Одна из первых попыток измерить скорость света принадлежала Галилео Галилею.
Галилео Галилей
15 февраля 1564 – 8 января 1642
На вершине двух холмов на расстоянии 1,5 км друг от друга находилиь два наблюдателя с фонарями.
Первый наблюдатель подавал сигналя фонарем другому, который, увидев свет, посылал сигнал своим фонарем обратно.
Промежуток времени между посылкой и приемом сигнала первый наблюдатель измерял по числу ударов пульса.
Время получалось конечным и очень малым.
Галилей понял, что задержка ответного сигнала связана со скоростью реакции нервной и мышечной систем человека, а не с конечной скоростью света.
Не удалось измерить скорость света.

Астрономический метод измерения скорости света
Оле Кристенсен Рёмер
25 сентября 1644 – 19 сентября 1710
Впервые скорость света удалось измерить датскому учёному О. Рёмеру в 1676 году.
Для измерений он использовал расстояния между планетами Солнечной системы.
Рёмер наблюдал затмения спутника Юпитера Ио.

Радиус орбиты спутника Ио вокруг Юпитера равен 421600 км, диаметр спутника – 3470 км.
Рёмер видел, как спутник проходил перед планетой, а затем погружался в её тень и пропадал из поля зрения. Затем он опять появлялся, как мгновенно вспыхнувша лампа.
Промежуток времени между двумя вспышками оказался равным 42часа 28 минут.

Вначале измерения проводились в то время, когда Земля при своём движении вокруг Солнца ближе всего подошла к Юпитеру.
Такие же измерения через 6 месяцев, когда Земля удалилась от Юпитера на диаметр своей орбиты.
Спутник опоздал появиться из тени на 22 минуты, по сравнению с раччётом.
Пусть - момент времени, когда Ио выходит из тени Юпитера по часам на Земле, а - реальный момент времени, когда это происходит; тогда
Где - расстояние, которое свет проходит до Земли.

В следующий выход Ио:
Где - новое расстояние, которое свет проходит до Земли.
Истинный период обращения Ио вокруг Юпитера.
Скорость света после двух последовательных измерений времени выхода Ио из тени.
Величины и находятся из астрономических вычислений.
Суммарное время затмения за полгода, где n – число затмений за это время.
с=214300 км/с

Лабораторные методы измерения скорости света
Арман Иполлит Луи Физо
23 сентября 1819 – 18 сентября 1896
Впервые скорость света лабораторным методом удалоь измерить французскому физику И. Физо в 1849 году.

Свет от источника попадал на зеркало, затем направлялся на перифирию быстро вращающегося колеса.
Затем достигал зеркала, проходил между зубцами и попадал в глаз наблюдателя.
Угловая скорость ращения подбиралась так, чтобы свет после отражения от зеркала за диском попадал в глаза наблюдателю при прохождении через соседнее отверстие.
Колесо вращалось медленно свет был виден.
При увеличении скорости
свет постепенно исчезал.
При дальнейшем увеличении скорости вращения свет опять становился видимым.
с=313000 км/с