Як знайти швидкість світла

Як знайти швидкість світла

Швидкість світла — найвища з швидкостей, досяжних у Всесвіті. Вона у багато разів більше навіть швидкості звуку. Знайти цю швидкість можна як розрахунковим, так і експериментальним шляхом.

Інструкція

  1. Всі електромагнітні хвилі вільно проходять через поверхню, а особливо через вакуум. Швидкість поширення таких хвиль в безповітряному просторі вважається найбільшою зі всіх досяжних у Всесвіті швидкостей. Однак, якщо світло проходить через будь-яку іншу середу, швидкість його розповсюдження трохи знижується. Ступінь її зниження залежить від показника заломлення речовини. Розрахувати швидкість світла в речовині з відомим показником заломлення можна таким чином:

    sinα / sinβ = v / c = n, де n — показник заломлення середовища, v — швидкість розповсюдження світла в цьому середовищі, c-швидкість світла у вакуумі.
  2. Дана властивість світла було відомо вченим ще в 17 столітті. У 1676 році О.К. Ремер зміг визначити швидкість світла по проміжків часу між затемненнями супутників Юпітера. Пізніше Ж.Б. Л. Фуко поклав початок численним спробам вимірювання швидкості світла з допомогою обертового дзеркала. В основі таких дослідів лежить використання відбиття світлового променя від дзеркала, розташованого на значній відстані від джерела світла. Заміривши це відстань і знаючи частоту обертання дзеркала, Фуко зробив висновок, що швидкість світла приблизно дорівнює 299796,5 км / с.
  3. Показники заломлення газів дуже близькі до аналогічного показника вакууму. У рідин ж вони помітно відрізняються. Так, наприклад, при проходженні світлового променя через воду його швидкість істотно знижується. Ще сильніше вона знижується при проходженні випромінювання через тверді речовини. Якщо частка пролітає через речовину зі швидкістю, яка менше швидкості світла в вакууму, але більше швидкості світла в цій речовині, виникає так зване світіння Черенкова. Дуже швидкі частки можуть викликати таке свічення навіть у повітрі, але зазвичай у дослідницьких реакторах воно спостерігається у воді. Негайно покидайте місце його виявлення, щоб не піддатися опроміненню.
  4. Сучасні технології та експериментальні установки дозволяють виміряти швидкість світла значно точніше. У звичайній фізичній лабораторії можна виміряти її, наприклад, використовуючи генератор, частотомір і хвилемір з антеною із змінною довжиною. Також в більшості випадків, знаючи довжину хвилі λ і частоту випромінювання ν, яка дорівнює ν = с / λ, можна розрахувати швидкість поширення випромінювання математичним шляхом.