Wie ist die Lichtgeschwindigkeit?

Obwohl im Alltag,direkt berechnen, was ist die Lichtgeschwindigkeit, das Interesse an diesem Thema manifestiert sich in der Kindheit. Überraschenderweise sehen wir uns täglich mit der konstanten Rate der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen konfrontiert. Die Lichtgeschwindigkeit ist die fundamentale Größe, mit der das gesamte Universum genau so existiert, wie wir es kennen.

Sicher, alle, die als Kind nach einem Blitz zusehenBlitz und der darauffolgende Donner, er versuchte zu verstehen, was die Verzögerung zwischen dem ersten und zweiten Phänomen verursachte. Ein einfaches mentales Denken führte schnell zu einer logischen Schlussfolgerung: Die Geschwindigkeit von Licht und Ton ist unterschiedlich. Dies ist die erste Bekanntschaft mit zwei wichtigen physikalischen Größen. Anschließend bekam jemand das notwendige Wissen und konnte leicht erklären, was vor sich ging. Was ist der Grund für das seltsame Verhalten des Donners? Die Antwort liegt in der Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit, die etwa 300.000 km / s beträgt, fast eine Million mal höher ist als die Schallgeschwindigkeit in der Luft (330 m / s). Daher sieht eine Person zuerst einen Lichtblitz aus dem Lichtbogen und erst nach einer gewissen Zeit Donnergrollen. Zum Beispiel, wenn vom Epizentrum zum Beobachter 1 km, dann wird das Licht diese Entfernung für 3 Mikrosekunden überwinden, aber der Ton wird so viel wie 3 Sekunden benötigen. Wenn Sie die Lichtgeschwindigkeit und die Verzögerungszeit zwischen Blitz und Donner kennen, können Sie den Abstand berechnen.

Versuche, es zu messen, sind seit langem unternommen worden. Jetzt ganz lustig über die Experimente zu lesen, aber in diesen Tagen, vor dem Aufkommen von Präzisionsinstrumenten, war es mehr als ernst. Bei dem Versuch, die Lichtgeschwindigkeit herauszufinden, wurde ein interessantes Experiment durchgeführt. Von einem Ende des Autos schnell Zuges in Bewegung war ein Mann mit einem präzisen Zeitmesser, und auf der gegenüberliegenden Seite seines Teamkollegen öffnete die Klappe der Lampe. Der Idee nach sollte der Chronometer erlauben, die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Lichtphotonen zu bestimmen. Und dank die Änderung der Position der Lampe und Chronometers (mit der weiteren Richtung der Bewegung des Zuges), in der Lage sein zu wissen, ob die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, oder es kann erhöhen / verringern (abhängig von der Richtung des Strahls in der Theorie, die Geschwindigkeit der Bewegung des Zuges konnte die Rate in dem Experiment gemessen beeinflussen ). Natürlich versagte das Experiment, da die Lichtgeschwindigkeit und die Registrierung durch den Chronometer nicht vergleichbar sind.

Zum ersten Mal war die genaueste Messungwurde 1676 aufgrund von Beobachtungen des Jupiter-Satelliten durchgeführt. Olaf Remer machte darauf aufmerksam, dass das tatsächliche Auftreten von Io und die berechneten Daten um 22 Minuten variierten. Als sich die Planeten näherten, nahm die Verzögerung ab. Da man die Entfernung kannte, konnte man die Lichtgeschwindigkeit berechnen. Es war ungefähr 215 tausend km / s. Dann, 1926, machte D. Bradley, der die Veränderung der sichtbaren Positionen der Sterne (Aberration) studierte, auf das Gesetz aufmerksam. Die Position des Sterns änderte sich abhängig von der Jahreszeit. Folglich der Einfluss der Position des Planeten relativ zur Sonne. Sie können eine Analogie geben - einen Tropfen Regen. Ohne Wind fliegen sie senkrecht nach unten, aber es lohnt sich zu laufen - und ihre scheinbare Flugbahn ändert sich. Da die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten um die Sonne bekannt war, konnte die Lichtgeschwindigkeit berechnet werden. Es belief sich auf 301 Tausend km / s.

1849 A. Fizeau führte das folgende Experiment durch: Zwischen der Lichtquelle und einem 8 km entfernten Spiegel befand sich ein rotierendes Zahnrad. Die Geschwindigkeit seiner Rotation wurde erhöht, bis in der folgenden Lücke der Fluss des reflektierten Lichts nicht zu einem konstanten (Flimmer-) Fluss wurde. Berechnungen ergaben 315 tausend km / s. Drei Jahre später ersetzte L. Foucault das Rad durch einen rotierenden Spiegel und erhielt 298.000 km / s.

Die nachfolgenden Experimente wurden genauer,unter Berücksichtigung der Refraktion in der Luft usw. Derzeit werden Daten, die mit Hilfe von Cäsium-Uhren und einem Laserstrahl erhalten werden, als relevant angesehen. Gemäß ihnen ist die Geschwindigkeit des Lichtes im Vakuum 299 tausend km / s.