Brzina svjetlosti u vakuumu ... a ne samo

Čovjek je uvijek bio zainteresiran za prirodu svjetla, o čemusvjedočenja mitova, legendi, filozofskih argumenata i znanstvenih opažanja koja su došla do nas. Svjetlost je uvijek bila prilika za raspravu o drevnim filozofima, a pokušaji da se proučavaju postali su čak i u vrijeme euklidske geometrije - 300 godina prije Krista. Čak i onda je bilo poznato o ravnodušnosti propagiranja svjetlosti, jednakosti kuteva učestalosti i refleksije, fenomenu lomljenja svjetlosti i razlozima pojave duga. Aristotel je vjerovao da je brzina svjetlosti beskonačno velika i stoga se logički raspravlja, a mjerenje brzine svjetlosti ne podliježe raspravi. Tipičan je slučaj kada je problem dublji od doba razumijevanja odgovora.

Prije nešto više od 900 godina to sugerira Avicennabez obzira koliko velika brzina svjetlosti, naposljetku, ima konačnu vrijednost. Ovo mišljenje nije bilo samo on, već nitko to nije mogao eksperimentalno dokazati. Izvanredni Galileo Galilei predložio je eksperiment mehanističkog razumijevanja problema: dvije osobe, koje se nalaze nekoliko kilometara udaljene, signaliziraju otvaranje lampe lanterna. Čim drugi sudionik vidi svjetlo iz prve svjetiljke, otvara prigušivač, a prvi sudionik popravlja vrijeme primanja uzajamnog svjetlosnog signala. Zatim se udaljenost povećava i sve se ponavlja. Očekuje se da će popraviti povećanje kašnjenja i, na temelju toga, izračunati brzinu svjetlosti. Eksperiment nije završio ništa, jer "sve nije bilo iznenada, već izuzetno brzo".

Prvi koji mjeri brzinu svjetlosti u vakuumu 1676, Astronom Ole Roemer - uze otkrića Galileo: otkrio je 1609. četiri satelita Jupitera, koji je u šest mjeseci Vremenska razlika između dvije pomrčine od satelita je 1320 sekundi. Korištenje astronomski podatke svog vremena Roemer je brzina svjetlosti jednaka 222.000 km u sekundi. Zapanjujući je da je mjerna metoda sama po sebi izuzetno precizan - korištenje podataka koji su trenutno poznati orbiti promjera, Jupiter i zatamnjenje vrijeme satelitska odgode daje brzina svjetlosti u vakuumu, do datuma vrijednostima dobivenim drugim metodama.

U početku su eksperimenti Remera bili samo jedantvrde - bilo je potrebno provesti mjerenja zemaljskim sredstvima. Prošlo je skoro 200 godina, a Louis Fizeau izgradio je duhovitu postava u kojoj se zraka svjetlosti reflektira iz zrcala na udaljenosti većoj od 8 km i vratila se. Suptilnost je bila da je prošla cestom natrag i naprijed kroz udubine zupčanika, a ako se povećala brzina kotača, tada će doći trenutak kada svjetlost više ne bude vidljiva. Ostatak je stvar tehnike. Rezultat mjerenja je 312.000 km u sekundi. Sada vidimo da je Fizeau još bliži istini.

Sljedeći korak u mjerenju brzine svjetlosti napravioFoucault, koji je zamijenio kotačić s ravnim zrcalom. To je omogućilo smanjenje dimenzija instalacije i povećanje točnosti mjerenja na 288.000 km u sekundi. Nije manje važno bio Foucaultov eksperiment, u kojem je odredio brzinu svjetlosti u mediju. U tu svrhu postavljena je cijev s vodom između zrcala instalacije. U ovom eksperimentu, brzina svjetlosti je smanjena kako se propagira u mediju, ovisno o indeksu loma.

U drugoj polovici 19. stoljeća došlo je vrijemeMichelson, koji je posvetio 40 godina svog života mjerenjima na polju svjetlosti. Kruna svoga rada bila je instalacija, na kojoj je izmjerio brzinu svjetlosti u vakuumu pomoću evakuacijske metalne cijevi duge od milje. Drugi temeljni uspjeh Michelsona bio je dokaz činjenice da je za bilo koju valnu duljinu brzina svjetlosti u vakuumu ista i kao moderni standard je 299792458 +/- 1,2 m / s. Takva mjerenja izrađena su na temelju rafiniranih vrijednosti referentnog mjerača, čija je definicija odobrena od 1983. kao međunarodni standard.

Mudar Aristotel bio je u krivu, ali trebalo je gotovo 2000 godina da to dokazuje.