Скорость света

Педагог: Васильева Марина Викторовна Презентация для 8 класса МОУ СОШ №13 2009 год

О природе света размышляли с древних времен: Пифагор (около 580-500 лет до нашей эры): «Свет – это истечение «атомов» от предметов в глаза наблюдателя». В XVI-XVII веках Рене Декарт (французский физик, 1596-1650), Роберт Гук (английский физик, 1635-1703), Христиан Гюйгенс (голландский физик, 1629-1695) исходили из того, что распространение света – это распространение волн в среде. Исаак Ньютон (английский физик, 1643-1727) выдвигал корпускулярную природу света, т. е. считал, что свет – это излучение телами определенных частиц и их распространение в пространстве.

Одна из первых попыток измерить скорость света принадлежала Галилео Галилею. Галилео Галилей 15 февраля 1564 – 8 января 1642 На вершине двух холмов на расстоянии 1,5 км друг от друга находилиь два наблюдателя с фонарями. Первый наблюдатель подавал сигналя фонарем другому, который, увидев свет, посылал сигнал своим фонарем обратно. Промежуток времени между посылкой и приемом сигнала первый наблюдатель измерял по числу ударов пульса. Время получалось конечным и очень малым. Галилей понял, что задержка ответного сигнала связана со скоростью реакции нервной и мышечной систем человека, а не с конечной скоростью света. Не удалось измерить скорость света.

Астрономический метод измерения скорости света Оле Кристенсен Рёмер 25 сентября 1644 – 19 сентября 1710 Впервые скорость света удалось измерить датскому учёному О. Рёмеру в 1676 году. Для измерений он использовал расстояния между планетами Солнечной системы. Рёмер наблюдал затмения спутника Юпитера Ио.

Радиус орбиты спутника Ио вокруг Юпитера равен 421600 км, диаметр спутника – 3470 км. Рёмер видел, как спутник проходил перед планетой, а затем погружался в её тень и пропадал из поля зрения. Затем он опять появлялся, как мгновенно вспыхнувша лампа. Промежуток времени между двумя вспышками оказался равным 42часа 28 минут.

Вначале измерения проводились в то время, когда Земля при своём движении вокруг Солнца ближе всего подошла к Юпитеру. Такие же измерения через 6 месяцев, когда Земля удалилась от Юпитера на диаметр своей орбиты. Спутник опоздал появиться из тени на 22 минуты, по сравнению с раччётом. Пусть - момент времени, когда Ио выходит из тени Юпитера по часам на Земле, а - реальный момент времени, когда это происходит; тогда Где - расстояние, которое свет проходит до Земли.

В следующий выход Ио: Где - новое расстояние, которое свет проходит до Земли. Истинный период обращения Ио вокруг Юпитера. Скорость света после двух последовательных измерений времени выхода Ио из тени. Величины и находятся из астрономических вычислений. Суммарное время затмения за полгода, где n – число затмений за это время. с=214300 км/с

Лабораторные методы измерения скорости света Арман Иполлит Луи Физо 23 сентября 1819 – 18 сентября 1896 Впервые скорость света лабораторным методом удалоь измерить французскому физику И. Физо в 1849 году.

Свет от источника попадал на зеркало, затем направлялся на перифирию быстро вращающегося колеса. Затем достигал зеркала, проходил между зубцами и попадал в глаз наблюдателя. Угловая скорость ращения подбиралась так, чтобы свет после отражения от зеркала за диском попадал в глаза наблюдателю при прохождении через соседнее отверстие. Колесо вращалось медленно свет был виден. При увеличении скорости свет постепенно исчезал. При дальнейшем увеличении скорости вращения свет опять становился видимым. с=313000 км/с

Американский физик А. Майкельсон разработал совершенный метод измерения скорости света с применением вместо зубчатого колеса вращающихся зеркал. Была измерена скорость света в различных прозрачных веществах. Скорость света в воде была измерена в 1856 году: в 4/3 раза меньше, чем в вакууме. Скорость света: Максимально возможная скорость для материальных тел. Последние достижения (1978 г.) дали для скорости света следующее значение с=299792,458 км/с=(299792458±1,2)м/с. Во всех других веществах скорость света меньше, чем в вакууме.