/ Rychlost světla ve vakuu ... a nejen to

Rychlost světla ve vakuu ... a nejen

Člověk se vždy zajímal o povahu světla, o kterémsvědčí o mýtech, legendách, filosofických debatách a vědeckých pozorováních, k nimž jsme se dostali. Světlo bylo vždy příležitostí k diskusi starými filozofy a pokusy o jeho studium byly učiněny dokonce v době vzniku euklidovské geometrie - 300 let před naším letopočtem. I tehdy bylo známo o přímosti šíření světla, rovnosti úhlu dopadu a odrazu, fenoménu lomu světla, důvodech výskytu duhy. Aristoteles věřil, že rychlost světla je nekonečně velká, a proto logicky zdůvodňuje, a měření rychlosti světla není předmětem diskuse. Typický případ, kdy je problém před dobou pochopení odpovědi.

Asi před 900 lety to Avicenna navrhlabez ohledu na to, jak velká je rychlost světla, má stále konečnou hodnotu. Tento názor nebyl jen on, ale nikdo nebyl schopen to dokázat experimentálně. Geniální Galileo Galilei navrhl experiment mechanického porozumění problému: dva lidé stojící ve vzdálenosti několika kilometrů od sebe dávají signály a otevírají lampu. Jakmile druhý účastník uvidí světlo z první lampy, otevře uzávěrku a první účastník stanoví čas přijetí signálu světel odezvy. Pak se vzdálenost zvětšuje a vše se opakuje. Očekávalo se, že dojde ke zvýšení zpoždění a na tomto základě se provede výpočet rychlosti světla. Experiment skončil v ničem, protože „všechno nebylo náhlé, ale extrémně rychlé.“

První změřila rychlost světla ve vakuu v roce 1676rok astronom Ole Roemer - využil objevu Galileo: objevil v roce 1609 čtyři měsíce Jupitera, v němž byl po dobu šesti měsíců časový rozdíl mezi dvěma zatmění satelitu 1320 sekund. Na základě astronomických informací své doby dostal Roemer hodnotu rychlosti světla rovnou 222 000 km za sekundu. Bylo úžasné, že samotná metoda měření je neuvěřitelně přesná - použití nyní známých dat na oběžné dráze Země, Jupiteru a doba zpoždění stmívacího satelitu dává rychlost světla ve vakuu na úrovni moderních hodnot získaných jinými metodami.

Zpočátku existoval pouze jeden pro Roemerovy experimenty.tvrzení - bylo nutné provést měření pozemskými prostředky. Uběhlo téměř 200 let a Louis Fizeau postavil vtipnou instalaci, ve které se paprsek světla odrazil od zrcadla ve vzdálenosti více než 8 km a vrátil se. Drobnost spočívala v tom, že prošla tam a zpět údolími ozubeného kola, a pokud by se zvýšila rychlost otáčení kola, nastal okamžik, kdy světlo přestane být viditelné. Zbytek je věcí technologie. Výsledek měření je 312 000 km za sekundu. Nyní vidíme, že Fizeau byl ještě blíž pravdě.

Uskutečnil se další krok v měření rychlosti světlaFoucault, který nahradil výbavu plochým zrcadlem. To umožnilo snížit rozměry instalace a zvýšit přesnost měření na 288 000 km za sekundu. Neméně důležitý byl experiment, který provedl Foucault, ve kterém určoval rychlost světla v médiu. Za tímto účelem byla mezi instalační zrcátka umístěna trubka s vodou. V tomto experimentu bylo zjištěno snížení rychlosti světla během jeho šíření v médiu v závislosti na indexu lomu.

Ve druhé polovině 19. století nastal časMichelson, který věnoval 40 let svého života měření v oblasti světla. Korunou jeho práce byla instalace, na které měřil rychlost světla ve vakuu pomocí evakuované kovové trubky delší než jeden a půl kilometru. Dalším podstatným Michelsonovým úspěchem byl důkaz skutečnosti, že pro každou vlnovou délku je rychlost světla ve vakuu stejná a jako moderní standard je 299792458 +/- 1,2 m / s. Tato měření byla prováděna na základě aktualizovaných hodnot referenčního měřiče, jehož definice byla schválena od roku 1983 jako mezinárodní norma.

Moudří Aristoteles se mýlil, ale trvalo to téměř 2000 let, než to dokázal.