Šviesos greitis vakuume ... ir ne tik

Žmogus visada domėjosi šviesos prigimtimi, apie kuriąliudijimų mitai, legendos, filosofiniai argumentai ir moksliniai pastebėjimai, kurie mums atėjo. Šviesa visada buvo proga aptarti senovinių filosofų, ir bandymai jį studijuoti buvo daroma net Euklido geometrijos laikais - 300 metų prieš Kristų. Net ir tada buvo žinoma apie šviesos paplitimo tiesiškumą, dažnio ir atspindžio kampų lygybę, šviesos lūžio reiškinį ir vaivorykštės atsiradimo priežastis. Aristotelis manė, kad šviesos greitis yra be galo didelis, todėl logiškai ginčytis, o šviesos greičio matavimas nėra diskutuojama. Tipiškas atvejis yra tada, kai problema gilesnė už atsakymo supratimo erą.

Prieš 900 metų Avicenna tai pasiūlėNesvarbu, koks didelis šviesos greitis, galų gale jis turi galutinę reikšmę. Ši nuomonė buvo ne tik jo, bet niekas negalėjo įrodyti tai eksperimentu. Išradingas Galileo Galilei pasiūlė eksperimentuoti mechanišką problemos supratimą: du žmonės, stovintys keletą kilometrų atstumu, signalizuoja žibintų atvartos atidarymą. Kai tik antrasis dalyvis mato šviesą iš pirmojo žibintuvo, jis atidaro daviklį, o pirmasis dalyvis nustato abipusio šviesos signalo priėmimo laiką. Tada atstumas didėja ir viskas kartojasi. Tikimasi, kad bus nustatytas vėlavimo padidėjimas ir šiuo pagrindu apskaičiuojamas šviesos greitis. Eksperimentas nieko nesibaigė, nes "viskas buvo ne staiga, bet labai greitai".

Pirmasis, kuris matuoja šviesos greitį vakuume 1676 mmetų astronomas Ole Remeras. Jis pasinaudojo "Galileo" atradimu: 1609 m. jis atrado keturis Jupiterio palydovus, kurie šešis mėnesius laiko skirtumas tarp dviejų palydovo užtemimų buvo 1320 sekundžių. Naudojant astronomijos informaciją savo laiko Roemer buvo šviesos greitis lygus 222,000 km per sekundę. Svaiginimas buvo, kad pati matavimo metodas labai tikslūs - iš šiuo metu žinomų Žemės orbitos skersmens duomenimis, Jupiteris naudojimo ir tamsos palydovinė uždelsimo laiką suteikia šviesos greitis vakuume, iki datos verčių, gautų taikant kitus metodus.

Iš pradžių Remerio eksperimentai buvo tik vienasteiginys - buvo būtina atlikti matavimus sausumos priemonėmis. Praėjo beveik 200 metų, o Louisas Fizeau sukūrė išmintingą įrenginį, kuriame šviesos spindulys atsispindėjo daugiau kaip 8 km atstumu nuo veidrodžio ir sugrįžo. Subtilybė buvo tai, kad jis važiuoja keliu atgal ir atgal per sukabinimo įtaisus, o jei rato greitis padidėjo, tada atsiras momentas, kai šviesa nebebus matoma. Likusi dalis yra technikos dalykas. Matavimo rezultatas yra 312 000 km per sekundę. Dabar matome, kad Fizau buvo net arčiau tiesos.

Kitas žingsnis nustatant šviesos greitįFoucault, kuris pakeitė veleną su plokščiu veidrodžiu. Tai leido sumažinti įrenginio matmenis ir padidinti matavimo tikslumą iki 288 000 km per sekundę. Ne mažiau svarbus buvo Foucault'o eksperimentas, kuriame jis nustatė šviesos greitį žiniasklaidoje. Šiuo tikslu vamzdis su vandeniu buvo įrengtas tarp įrenginio veidrodėlių. Šiame eksperimente buvo nustatyta, kad šviesos greitis sumažėjo, nes jis pasklidė terpėje, priklausomai nuo lūžio rodiklio.

Antroje 19 a. Pusėje buvo laikasMichelsona, kuris skyrė 40 savo gyvenimo metų matavimų šviesos srityje. Jo darbo karūną buvo įdiegimą, dėl kurių ji yra paruoštą šviesos vakuume greitį naudojant evakuoti metalo vamzdis ilgesnis nei pusė kilometrų. Kitas esminis pasiekimas Michelsona buvo įrodymų apie tai, kad už bet kokio šviesos greičio bangos vakuume, ir tas pats, kaip šiuolaikinės 299792458 +/- 1.2 m / C standartą. Tokie matavimai buvo atliekami remiantis peržiūrėto pamatinę vertę metro kaip apibrėžta patvirtino, 1983 tarptautinio standarto pagrindu.

Išmintingas Aristotelis buvo neteisingas, tačiau to įrodyti prireikė beveik 2000 metų.