/ Rýchlosť svetla vo vákuu ... a nielen

Rýchlosť svetla vo vákuu ... a nielen to

Človeka vždy zaujímala podstata svetla, čosvedčia mýty, legendy, filozofické spory a vedecké pozorovania, ktoré sa k nám dostali. Svetlo bolo vždy predmetom diskusií starodávnych filozofov a pokusy o jeho štúdium sa podnikli aj v čase vzniku euklidovskej geometrie - 300 rokov pred naším letopočtom. Už vtedy sa vedelo o priamosti šírenia svetla, rovnosti uhlov dopadu a odrazu, o fenoméne lomu svetla a o dôvodoch vzhľadu dúhy. Aristoteles veril, že rýchlosť svetla je nekonečne vysoká, čo znamená, že logicky povedané, meranie rýchlosti svetla nie je predmetom diskusie. Typickým prípadom je, keď problém vo svojej hĺbke predchádza éru porozumenia odpovede.

Asi pred 900 rokmi to navrhla Avicennabez ohľadu na to, aká veľká je rýchlosť svetla, stále má konečnú hodnotu. Tento názor nebol iba on, ale nikto ho nedokázal experimentálne dokázať. Geniálny Galileo Galilei navrhol experiment pre mechanické pochopenie problému: dvaja ľudia, stojaci vo vzdialenosti niekoľkých kilometrov od seba, dávajú signály otvorením uzáveru lucerny. Len čo druhý účastník uvidí svetlo z prvého lucerny, otvorí svoju uzávierku a prvý účastník stanoví čas prijatia svetelného signálu odpovede. Potom sa vzdialenosť zväčšuje a všetko sa opakuje. Očakávalo sa zaznamenanie nárastu oneskorenia a na tomto základe výpočet rýchlosti svetla. Experiment sa neskončil ničím, pretože „všetko nebolo náhle, ale mimoriadne rýchle“.

Prvý, ktorý zmeral rýchlosť svetla vo vákuu v roku 1676astronóm Ole Roemer - využil Galileiho objav: objavil v roku 1609 štyri mesiace Jupitera, v ktorých bol do šiestich mesiacov časový rozdiel medzi dvoma zatmeniami satelitu 1320 sekúnd. Pomocou astronomických informácií svojej doby Roemer získal hodnotu rýchlosti svetla rovnú 222 000 km za sekundu. Ukázalo sa, že samotná metóda merania je neuveriteľne presná - použitie v súčasnosti známych údajov o priemere obežných dráh Zeme, Jupitera a dobe oneskorenia stmavenia satelitu dáva rýchlosť svetla vo vákuu, pri úroveň moderných hodnôt získaných inými metódami.

Spočiatku existoval iba jeden pre Remerove experimenty.tvrdenie - bolo potrebné vykonať merania pozemskými prostriedkami. Louis Fizeau takmer o 200 rokov neskôr postavil dômyselnú inštaláciu, v ktorej sa lúč svetla odrážal od zrkadla vo vzdialenosti viac ako 8 km a vrátil sa späť. Jemnosťou bolo, že prechádzala po ceste tam a späť cez dutiny ozubeného kolesa, a ak sa zvýši rýchlosť otáčania kolesa, potom príde okamih, keď svetlo už nebude viditeľné. Zvyšok je otázkou technológie. Výsledok merania je 312 000 km za sekundu. Teraz vidíme, že Fizeau bol ešte bližšie k pravde.

Bol urobený ďalší krok v meraní rýchlosti svetlaFoucault, ktorý nahradil ozubené koleso plochým zrkadlom. To umožnilo zmenšiť rozmery zariadenia a zvýšiť presnosť merania až na 288 000 km za sekundu. Nemenej dôležitý bol aj Foucaultov experiment, v ktorom určoval rýchlosť svetla v médiu. Za týmto účelom bolo medzi zrkadlami zariadenia umiestnené potrubie s vodou. V tomto experimente bolo stanovené zníženie rýchlosti svetla počas jeho šírenia v médiu, v závislosti od indexu lomu.

V druhej polovici 19. storočia nastal časMichelson, ktorý venoval 40 rokov svojho života meraniam v oblasti svetla. Vrcholom jeho práce bolo zariadenie, na ktorom vo vákuu meral rýchlosť svetla pomocou evakuovanej kovovej trubice dlhej viac ako jeden a pol kilometra. Ďalším zásadným úspechom Michelsona bol dôkaz skutočnosti, že pre každú vlnovú dĺžku je rýchlosť svetla vo vákuu rovnaká a ako moderný štandard predstavuje 299792458 +/- 1,2 m / s. Takéto merania sa uskutočňovali na základe aktualizovaných hodnôt referenčného meradla, ktorého definícia je schválená od roku 1983 ako medzinárodná norma.

Múdry Aristoteles sa mýlil, ale dokázanie to trvalo takmer 2000 rokov.