Viteza luminii într-un vid ... și nu numai

Omul a fost întotdeauna interesat de natura luminii, așa cum o demonstrează miturile, legendele, disputele filosofice și observațiile științifice care au ajuns la noi. Lumina a fost întotdeauna o ocazie pentru discuțiile filosofilor antice, iar încercările de a studia au fost făcute chiar și în timpul geometriei euclidane - 300 de ani î.Hr. Chiar atunci sa știut despre simplitatea propagării luminii, despre egalitatea unghiurilor de incidență și de reflecție, despre fenomenul refracției luminii și despre motivele apariției curcubeului. Aristotel credea că viteza luminii este infinit de mare și, prin urmare, argumentează logic și măsurarea vitezei lumina nu este subiect de discuție. Un caz tipic este atunci când problema este mai profundă decât epoca înțelegerii răspunsului.

Acum 900 de ani, Avicenna a sugerat că, indiferent cât de mare este viteza luminii, ea are, la urma urmei, o valoare finită. Această părere nu era numai el, dar nimeni nu putea să o dovedească experimental. Genius Galileo a propus o înțelegere experiment mecanicistă a problemei: doi oameni stând la o distanță de câțiva kilometri unul de altul, dau semnale, deschiderea supapei de lanternă. De îndată ce cel de-al doilea participant vede lumina de la prima lanternă, își deschide clapeta și primul participant stabilește timpul de primire a semnalului reciproc de lumină. Apoi, distanța crește și totul se repetă. Se aștepta să se fixeze creșterea întârzierii și, pe această bază, să se calculeze viteza luminii. Experimentul sa încheiat cu nimic, pentru că "totul nu a fost brusc, dar extrem de rapid".

Primul care a măsurat viteza luminii într-un vid în 1676 de către astronomul Ole Remer - a folosit descoperirea lui Galileo: a descoperit în 1609 patru satelitul lui Jupiter, care timp de șase luni diferența de timp între două eclipse a satelitului era de 1320 de secunde. Folosind informațiile astronomice ale timpului său, Remer a primit o viteză de lumină de 222.000 km pe secundă. A fost uimitor faptul că metoda de măsurare în sine este incredibil de precisă - aplicarea datelor de diametru cunoscute acum orbite ale Pământului, Jupiter și decalajul temporal al obscurației satelitului dă viteza luminii într-un vid, la nivelul valorilor moderne obținute prin alte metode.

La început, a existat o singură plângere la experimentele lui Remer - era necesar să se efectueze măsurători prin mijloace terestre. Aproape 200 de ani au trecut, iar Louis Fizeau a construit o instalație vrăjitoare în care o rază de lumină sa reflectat dintr-o oglindă la o distanță mai mare de 8 km și sa întors. Subtilitatea era că trecea de-a lungul drumului înainte și înapoi prin găurile de roată dințată, iar dacă viteza roții creștea, atunci ar fi venit momentul când lumina nu mai era vizibilă. Restul este o chestiune de tehnică. Rezultatul măsurării este de 312.000 km pe secundă. Acum vedem că Fizeau era chiar mai aproape de adevăr.

Următorul pas în măsurarea vitezei luminii a fost făcut de Foucault, care a înlocuit pinionul oglindă plată. Acest lucru a permis reducerea dimensiunilor instalației și creșterea preciziei măsurării la 288.000 km pe secundă. Nu mai puțin important a fost experimentul lui Foucault, în care a determinat viteza luminii în mediu. În acest scop, o oală cu apă a fost plasată între oglinzile instalației. În acest experiment, viteza luminii sa dovedit a scădea pe măsură ce sa propagat în mediu, în funcție de indicele de refracție.

În a doua jumătate a secolului al 19-lea, este timpul să Michelson, care și-a dedicat 40 de ani de măsurători sale de viață în domeniul luminii. Coroana lucrării sale a fost instalarea pe care se măsoară viteza luminii în vid, cu ajutorul unui tub metalic evacuat este mai mare de kilometri și jumătate. O altă realizare fundamentală Michelson a fost o dovadă a faptului că, pentru orice lungime de undă a vitezei luminii în vid, și la fel ca standard de +/- 1,2 contemporan 299792458 m / c. Aceste măsurători au fost efectuate pe baza valorii contorului de referință revizuit, definite așa cum aprobat, în 1983, cu un standard internațional.

Înțeleptul Aristotel a greșit, dar a fost nevoie de aproape 2000 de ani pentru a dovedi acest lucru.