Kas sa tead, kuidas ja millal valguse kiirust mõõdeti?

Valguse kiirus vaakumis on universaalne konstant, mis on oluline paljudes füüsika valdkondades. Selle väärtus on täpselt 299 792 458 meetrit sekundis (või 300 000 km / s, nagu seda kasutatakse ka), mis määratleb, et vaakumis valguse läbitud tee pikkus kestab 1/299 792 458 sekundist.

See on ülim väärtus ja seda mõõdeti laseritega. Valguse kiirus ei olnud aga alati lõplik. Paar sajandit tagasi arvati vastupidist, kuid täna me teame, et see on väga (väga ja väga) kiire, kuid sellel on kindel väärtus.

Esimene teade valguse kiiruse kahtluse kohta tuli 5. sajandil eKr pärit filosoofilt Empedocleselt, kes uskus, et see on lõpmatu. Mõnikümmend aastat hiljem ei nõustunud Aristoteles teise filosoofi väitega, juhtides arutelu enam kui 2000 aastat, kuni teadlase uudishimu sai ühendada selle aja kõige arenenumate ressurssidega.

Esimesed väärtused

Sel ajal viis hollandlane Isaac Beeckman 1629. aastal esimese käegakatsutava katse, et testida, kas valguses on tõesti seatud kiirus. Protsessi läbiviimiseks kasutas Beeckman püssirohu detoneerimise katset.

Hollandi teadlase kogemus seisnes peeglite paigutamises plahvatusest erinevale kaugusele, mida mõned inimesed pidid jälgima. Protsessi tehes küsis ta vaatlejatelt, kas nad näevad erinevusi valguse välgus, mis peegeldub igast nende vaateväljas asuvast peeglist.

Kahjuks oli katsel keeruline täpsemini mõõta ja see kuulutati ebaselgeks. Kuid tasub proovimist, Beeckman! Vähemalt selle nimi võis olla inspiratsiooniks 1990ndate lasteteadusprogrammile (kuid koos Beackmani kirjapildiga).

Galilea laternad

Nagu Beeckman, uskus ka Galileo, et valguse kiirus polnud lõpmatu. Nii asus ta 1638. aastal oma eksperimendisse, et teha esimene kiiruse mõõtmine ajaloos. Tema meetod oli väga lihtne. Tema ja assistent olid umbes miili kaugusel.

Neil olid taskulambid, mida oli võimalik katta ja katmata jätta, ning Galileo pidi kontrollima, kas nende heleduse vahel on märgatavaid viivitusi. Ka see katse oli ebaselge, kuid Galileo oli kindel, et "kui kiirus ei ole hetkeline, on see erakordselt kiire".

Katse osana kasutas Galileo tõenäoliselt veekella, kus mahutist tühjenenud vedeliku kogus tähistab möödunud aega. Sel moel järeldas ta vaid, et valgus liigub heli vähemalt kümme korda kiiremini.

Arvutused taevas

1675. aastal mõistis Taani astronoom Ole Römer, jälgides üht Jupiteri kuut, et varjutuste ajad näisid sõltuvat selle planeedi ja Maa suhtelisest asendist. Kui maa oli Jupiteri lähedal, tundus, et Kuu orbiit kiireneb.

Kui maa oli Jupiterist kaugel, tundus, et see aeglustub. Põhjendades, et Kuu orbitaalkiirust ei tohiks selle kaugus mõjutada, järeldas ta, et ilmne muutus tulenes lisaaja valgustatud ajast, kui Maa oli Jupiterist kõige kaugemal.

Pärast seda vaatlust taipas Römer ka seda, et kuna maa tiirles ümber Päikese ja liikus Jupiterist eemale, oli kuu nägemiseks kuluv aeg tema märkuste järgi oodatust pikem. Seejärel arvas ta, et selle põhjuseks oli asjaolu, et selle kuu peegeldunud valgus ei liikunud koheselt.

Jõuti järeldusele, et Maa orbiidi orbiidi kauguse ümber Päikese läbimiseks kulus valgust umbes 22 minutit ja see pidi liikuma kiirusega 200 000 km / s. Astronoom teatas oma uurimistöö tulemustest ametlikult 22. augustil 1676.

Uued väärtused

Aastakümnete ja sajandite jooksul tegid teised teadlased oma definitsioonid Römeri põhjal, näiteks James Bradley 1728. aastal, kelle hinnangul oli valguse kiirus vaakumis umbes 301 000 km / s, kasutades tähe murdumist see väärtus.

Veel üks teadlane, kes väitis arvu, oli prantslane Hippolyte Louis Fizeau, kes valguse, peeglite ja ketirattaga tehtud katses hindas 313 300 km / s. Leon Foucault jõudis 1862. aastal peaaegu ametliku väärtuseni, mis meil praegu on, ja hindas selle kiiruseks 299 796 km / s.

Pärast seda tegid teised teadlased veel mõned uuringud, saavutades ligikaudse arvu. Kuni 1983. aastal määras kaalude ja mõõtmete üldkonverents lõplikult praeguseks väärtuseks 299 792 458 meetrit sekundis, tingituna rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis arvesti mõõtmise uuesti määratlemisest.

* Algselt postitatud 13.02.2014.

***

Kas teate Mega Curioso uudiskirja? Igal nädalal valmistame eksklusiivset sisu selle suure maailma suurimate uudishimude ja veidrate asjade armastajatele! Registreerige oma e-posti aadress ja ärge jätke seda võimalust ühendust võtmiseks!