Презентація на тему:
методи вимірювання швидкості світла

” Методи вимірювання швидкості світла” Виконали: Обертович Оксана Васількова Тетяна Презентація на тему:

Питання про швидкість поширення світла – одне з найбільш важливих принципових питань всієї фізики З‘ясування того, що швидкість світла є граничною швидкістю поширення будь-яких фізичних збуджень та визначення числового значення цієї швидкості, дали можливість обгрунтувати електомагнітну природу світла і відіграли важливу роль у створенні теорії відносності.

Швидкість світла Швидкість світла Проблема визначення швидкості світла стояла перед наукою дуже давно. Учені розуміли, що світло є певним фізичним об'єктом, що поширюється від джерела в просторі, і цей процес відбувається протягом певного часу. Отже, світло як фізичний об'єкт має певну скінченну швидкість, хоча й дуже велику. Інтерес учених до цієї проблеми пояснювався не тільки бажанням одержати точні значення швидкості світла, а й намірами розкрити його природу. Перші вимірювання швидкості світла, в яких були одержані вірогідні, а головне — підтверджені багатьма подальшими експериментами результати, були здійснені шведським фізиком Олафом Ремером у 1676 р. Плануючи свої дослідження, О. Ремер розумів, що світло має дуже велику швидкість, а тому для якомога точнішого її вимірювання слід обирати такі відстані, для проходження яких світлу був би потрібен значний час. Він обрав варіант дослідження з використанням позаземних об'єктів, які знаходяться на відстанях у мільйони кілометрів. О. Ремер як астроном добре знав розташування планет Сонячної системи, тому об'єктом дослідження обрав супутник Юпітера Іо. Цей супутник добре видно в астрономічні прилади, він має порівняно малий період обертання навколо Юпітера. Рухаючись орбітою, Іо періодично зникає в тіні Юпітера, а потім знову з'являється, здійснивши оберт навколо планети (мал. 4.15).

Швидкість світла можна визначити, вимірявши пройдену світлом за певний час відстань (прямий метод). Перша спроба визначити у такий спосіб швидкість світла належить Г.Галілею (1607). На певній відстані від спостерігача розміщалося плоске дзеркало. Відкриваючи заслінку ліхтаря, спостерігач повинен був за годинником визначити, через який час повернеться світло, відбившись від дзеркала. На певній відстані від спостерігача розміщалося плоске дзеркало. Відкриваючи заслінку ліхтаря, спостерігач повинен був за годинником визначити, через який час повернеться світло, відбившись від дзеркала.

Визначення швидкості світла за методом Фізо Вимірявши період обертання Іо в той час, коли Земля була найближче до Юпітера, О. Ремер почав систематично зазначати момент виходу супутника Іо з тіні. І щоразу він помічав запізнення в його русі. За півроку, коли Земля була найбільш віддалена від Юпітера, запізнення становило близько 22 хвилин. О. Ремер пояснив це тим, що світло від планети проходить додатковий шлях, який дорівнює діаметру орбіти Землі. Поділивши 300 000 000 км (діаметр орбіти Землі) на 22 хв (час запізнення руху Іо), О. Ремер одержав швидкість дещо більшу 220 000 кмс. Проблема встановлення природи світла хвилювала природодослідників протягом багатьох століть Перші достовірні значення швидкості світла одержав шведський фізик О. Ремер Подібні вимірювання швидкості світла з використанням космічних тіл і явищ виконав також англійський учений Бредлі у 1727 р. Вперше швидкість світла в повітрі в земних умовах визначив у 1849 р. французький учений І.Фізо. Він безпосередньо виміряв час проходження світла від джерела до дзеркала і назад. З цією метою І. Фізо використав колесо із зубцями, між якими проходило світло (мал. 4.16).  Досліди  Фізо дали  значення швидкості світла близько 313 300кмс.

Одним з найбільш точних вимірювань світла був дослід, проведений у 1926 році американським вченим фізиком А.Майкельсоном Альберт Абрахам Майкельсон розробив досконалий метод вимірювання швидкості світла, застосувавши замість зубчастого колеса обертові дзеркала. А в 1932 р. він виміряв швидкість світла у вакуумі.

Дослідження Майкельсона Спираючись на подальші вимірювання швидкості світла багатьма вченими, зроблено висновок, що швидкість світла: с = 299 793 ±0,3 кмс. Для більшості розрахунків це значення заокруглюють до с = 300 000 кмс = 3 · 108 мс. Основною частиною дослідної установки І. Фізо було зубчасте колесо Р. Майкельсон

Швидкість світла вимірювали в різних прозорих речовинах Значення швидкості світла розрахував Д. Максвелл Швидкість світла у: воді — 225 000 кмс склі (кронгласі) - 198 000 кмс алмазі — 124 000 кмс Таке саме значення швидкості теоретично знайшов Д. К. Максвелл для електромагнітних хвиль. Це дало змогу дійти висновку, що світло — це електромагнітна хвиля. 

У XVII ст. вперше швидкість світла визначив датський астроном Олаф Ремер. У 1676 році, вивчаючи рухи супутника Юпітера – Іо і реєструючи його появу із-за планети, він отримав приблизні дані швидкості світла 227000 км/с. Це значення не дуже точне, оскільки вимірювання Ремера були виконані з великими похибками і діаметр земної орбіти на той час бів відомий з малою точністю. Однак цінність відкриття Ремера величезна, оскільки він вперше показав, що швидкість поширення світла скінченна.

Швидкість світла у вакуумі c ≈3∙108 м/с, приблизно така ж вона і в повітрі. У більш густих, ніж повітря, прозорих середовищах vсв< c. 1)Таке саме значення швидкості теоретично знайшов Д. К. Максвелл для електромагнітних хвиль. 2)Це дало змогу дійти висновку, що світло — це електромагнітна хвиля. 3)Швидкість світла є граничною швидкістю руху елементарних частинок і поширення будь-яких сигналів. Останнє з'ясувалося після створення теорії відносності.