Rychlost světla ve vakuu ... a nejen

Člověk se vždy zajímal o povahu světla, o čemž svědčí mýty, legendy, filozofické spory a vědecká pozorování, která k nám přišla. Světlo bylo vždy příležitostí k diskusím starověkých filosofů a pokusy o studium byly provedeny dokonce i v době euklidovské geometrie - 300 let před naším letopočtem. Dokonce i tehdy bylo známo jasnost šíření světla, rovnost úhlů výskytu a odrazu, fenomén lomu světla a důvody výskytu duhy. Aristotle věřil, že rychlost světla je nekonečně velká, a proto logicky argumentuje a měření rychlosti světlo není předmětem diskuse. Typickým případem je, když problém je hlubší než doba pochopení odpovědi.

Asi před 900 lety Avicenna navrhla, že bez ohledu na to, jak vysoká je rychlost světla, má koneckonců konečnou hodnotu. Toto stanovisko nebylo jenom on, ale nikdo to neprokázal experimentálně. Duchovný Galileo Galilei navrhl experiment mechanického porozumění problému: dva lidé, stojící několik kilometrů od sebe, signalizují otevření klapky svítilny. Jakmile druhý účastník uvidí světlo z první baterky, otevírá tlumiče a první účastník stanoví čas přijetí recipročního světelného signálu. Potom se vzdálenost zvětšuje a všechno se opakuje. Očekávalo se, že nárůst zpoždění bude stanoven a na základě toho se vypočítá rychlost světla. Experiment skončil v ničem, protože "všechno nebylo najednou, ale extrémně rychlé."

První měří rychlost osvětlení ve vakuu v roce 1676 astronomem Olem Remerem - využil objevu Galilea: v roce 1609 objevil čtyři satelit Jupitera, který za šest měsíců byl časový rozdíl mezi dvěma zatmění satelitu 1320 sekund. Pomocí astronomických informací svého času dostal Remer rychlostí světla 222 000 km za sekundu. Bylo úžasné, že samotná metoda měření je neuvěřitelně přesná - použití známých údajů o průměru oběžné dráhy Země, Jupiter a časové zpoždění ze zatemnění satelitu dává rychlosti světla ve vakuu, na úrovni moderních hodnot získaných jinými metodami.

Nejprve byla pouze jedna stížnost na experimenty Remer - bylo nutné provést měření pozemskými prostředky. Uplynulo téměř 200 let a Louis Fizeau postavil vtipné uspořádání, ve kterém se paprsek světla odrazil od zrcadla ve vzdálenosti více než 8 km a vrátil se. Jemnost bylo to, že se místo na cestě tam a zpět přes převodové dutiny, a v případě, že rychlost otáčení kola zvýšit, přijde čas, kdy světlo přestane být viditelná. Zbytek je otázkou techniky. Výsledkem měření je 312 000 km / s. Nyní vidíme, že Fizeau byl ještě blíž k pravdě.

Dalším krokem při měření rychlosti světla byl Foucault, který nahradil ozubené kolo ploché zrcadlo. To umožnilo snížit rozměry instalace a zvýšit přesnost měření na 288 000 km za sekundu. Neméně důležitý byl Foucaultův experiment, ve kterém určoval rychlost světla v médiu. Za tímto účelem byla mezi zrcadlami instalace umístěna trubka s vodou. V tomto experimentu bylo zjištěno, že rychlost světla klesá, jak se šíří v médiu, v závislosti na indexu lomu.

Ve druhé polovině 19. století byl Michelson, který věnoval 40 let svého života měřením v oblasti světla. Korunou jeho díla byla instalace, na níž měřil rychlostí světla ve vakuu s využitím evakuované kovové trubky déle než jeden a půl kilometru. Dalším základním úspěchem Michelson důkaz o tom, že pro každou vlnovou délku světla, rychlost ve vakuu, a stejně jako standard současného 299792458 +/- 1,2 m / c. Tato měření byla provedena na základě rafinovaných hodnot referenčního elektroměru, jehož definice byla od roku 1983 schválena jako mezinárodní norma.

Moudrý Aristotel se mýlil, ale to dokázalo téměř 2000 let.