Методы измерения света. Методы измерения скорости света

• Название: Методы измерения скорости света
• Дата: 04.09.2022
• Размер: 56.5 Kb.
• Имя файла: Методы измерения света.doc
• Тип: Документы; #661245

Ф-11 Методы измерения скорости света. ОК-27

• 
  В олновая оптика – это учение о свете, в котором учитываются его волновые свойства. Характер волновых процессов существенно зависит от длины волны, последняя же зависит от скорости света в среде. Таким образом, измерение скорости света в различных средах имеет важное значение в волновой оптике.
  
• 
  В числе наиболее известных и сыгравших большую роль в истории физики методов измерения скорости света – метод Рёмера, метод Физо и метод Майкельсона.
  

1 . Метод Рёмера – астрономический метод. 1676 г(дат. астроном).

Спутник Ио За время t1 I За время t2 Земля D II Рёмер наблюдал затмения спутника Ио(один из спутников Юпитера). Спутник погружался в тень и пропадал из поля зрения. Через 42 ч 28 мин. появлялся из тени, как мгновенно вспыхнувшая звезда( т.о. спутник Ио представлял собой как бы космический маяк, через равные промежутки времени посылающий свои сигналы на Землю).

Вначале измерения проводились в положении I, когда Земля была ближе всего к Юпитеру. Наблюдения за спутником были продолжены спустя более полугода в положении II. В расчетное время спутник не появился. Опоздание составило 22 мин. Это время понадобилось свету, чтобы пройти дополнительное расстояние D. Зная запаздывание появления спутника Ио и расстояние D(диаметр земной орбиты) , которым оно вызвано, можно определить скорость света: . Погрешность вызвана малой точностью измерений и неточным значением радиуса орбиты Земли. Современные измерения дают значение .

2. Лабораторные методы измерения скорости света.

2.1 Метод Физо. 1849 г.(фр.уч.)

В опыте Физо свет от источника S, пройдя через линзу, падал на полупрозрачное зеркало 1. После отражения от зеркала сфокусированный пучок света направлялся на периферию быстро вращающегося зубчатого колеса. Пройдя между зубцами свет достигал зеркала 2. Отразившись от зеркала, свет, чтобы попасть в глаз наблюдателя, должен был опять пройти между зубцами. Когда колесо вращалось медленно, свет отраженный от зеркала, был виден наблюдателю. При увеличении скорости вращения свет исчезал. При дальнейшем увеличении скорости вращения свет снова появлялся.

• 
  З а время движения света да зеркала 2 и обратно колесо успевало повернуться настолько, что на место прежней прорези встала новая прорезь. Зная это время и расстояние между колесом и зеркалом можно найти скорость света.
  

, т.к . , Z –число зубьев, - угловая скорость колеса, .

В опыте Физо было получено значение скорости света с=313000 км/с.

S
L=8,6 км






1

Полупрозрачное

зеркало. Зубчатое колесо

(Z=720). Зеркало 2

• 
  В 1856 г. Фуко была измерена скорость света в воде. Она оказалась в 1,33 раза меньше, чем в воздухе.
  

2.2 Метод Майкельсона. 1926 г.(амер. уч)

Гора Вильсон Гора Сант- Антонио (Калифорния)

L=35,4 км.


Наблюдая за прерыванием света при вращении призмы Майкельсон . получил значение скорости с=2997964 км/с.

2 .3 Лазерный метод. Измеряя независимыми способами частоту излучения лазера  и длину световой волны  можно с большой точность измерить скорость света: . .