Реферат : Определение скорости света 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Математика


Определение скорости света





Скорость света в свободном пространстве (вакууме) – скорость распространения любых электромагнитных волн, в том числе и световых. Представляет собой предельную скорость распространения любых физических воздействий и инвариантна при переходе от одной системы отсчета к другой.

Скорость света в среде зависит от показателя преломления среды n, различного для разных частот излучения: с’() = c/n(). Эта зависимость приводит к отличию групповой скорости от фазовой скорости света в среде, если речь идет не о монохроматическом свете (для скорости света в вакууме эти величины совпадают. Экспериментально определяя с’, всегда измеряют групповую скорость света.

Впервые скорость света определил в 1676 году О. К. Рёмер по изменению промежутков времени между затмениями спутников Юпитера. В 1728 году её установил Дж. Брадлей, исходя из своих наблюдений аберрации света звезд. В 1849 году А. И. Л. Физо первым измерил скорость света по времени прохождения светом точно известного расстояния (базы), так как показатель преломления воздуха очень мало отличается от 1, то наземные измерения дают величину весьма близкую к скорости.

В опыте Физо пучок света от источника света S, отраженный полупрозрачным зеркалом 3, периодически прерывался вращающимся зубчатым диском 2, проходил базу 4-1 (около 8 км) и, отразившись от зеркала 1, возвращался к диску. Попадая на зубец, свет не достигал наблюдателя, а попавший в


промежуток между зубцами свет можно было наблюдать через окуляр 4. По известным скоростям вращения диска определялось время прохождения светом базы. Физо получил значение c = 313300 км/с.

В 1862 году Ж. Б. Л. Фуко реализовал высказанную в 1838 году идею Д. Арго, применив вместо зубчатого диска быстровращающееся зеркало (512 оборотов в секунду). Отражаясь от зеркала пучок света направлялся на базу и по возвращении вновь попадал на то же зеркало, успевшее повернуться на некоторый малый угол. При базе всего 20 м Фуко нашёл, что скорость света равна 298000 500 км/с. Схемы и основные идеи методов Физо и Фуко были многократно использованы в последующих работах по определению скорости света.


Определение скорости света методом вращающегося зеркала (Метод Фуко): S– источник света; R – быстровращающееся зеркало; C – неподвижное вогнутое зеркало, центр которого совпадает с осью вращения R (поэтому свет, отраженный C, всегда попадает обратно на R); M – полупрозрачное зеркало; L– объектив; E – окуляр; RC – точно измеренное расстояние (база). Пунктиром показаны положение R, изменившееся за время прохождения светом пути RC и обратно, и обратный ход пучка лучей через объектив L, который собирает отраженный пучок в точке S’, а не в точке S, как это было бы при неподвижном зеркале R. Скорость света устанавливается, измеряя смещение SS’.

Полученное А. Майкельсоном в1926 году значение c = 299796 4 км/с было тогда самым точным и вошло в интернациональные таблицы физических величин.

Измерение скорости света в 19 веке сыграли большую роль в физике, дополнительно подтвердив волновую теорию света. Выполненное Фуко в 1850 году сравнение скорости света одной и той же частоты в воздухе и воде показало, что скорость в воде u = c/n() в соответствии с предсказанием волновой теории. Была так же установлена связь оптики с теорией электромагнетизма: измеренная скорость света совпала со скоростью электромагнитных волн, вычисленной из отношения электромагнитных и электростатических единиц электрического заряда.

В современных измерениях скорости света используется модернизированный метод Физо с заменой зубчатого колеса на интерференционный или какой-либо другой модулятор света, полностью прерывающий или ослабляющий световой пучок. Приемником излучения служит фотоэлемент или фотоэлектрический умножитель. Применение лазера в качестве источника света, УЗ – модулятора со стабилизированной частотой и повышение точности измерения длины базы позволит снизить погрешности измерений и получить значение с = 299792,5 0,15 км/с. Помимо прямых измерения скорости света по времени прохождения известной базы, широко применяются косвенный методы, дающие большую точность.

Скорость света в вакууме принять считать 2999792458 1,2 м/с.

Как можно более точное измерение величины с чрезвычайно важно не только в общетеоретическом плане и для определения значений других физических величин, но и для практических целей. К ним, в частности. Относится определение расстояний во времени прохождения радио- или световых сигналов в радиолокации, оптической локации, светодальнометрии и др.

Похожие работы:

  • Свет – электромагнитная волна. Скорость света. Интерференция света. Стоячие волны.

    Реферат >> Физика
    ... частиц. Скорость света. Существует несколько способов определения скорости света: астрономический и лабораторные методы. Впервые скорость света измерил датский ...
  • Оле Кристенсен Ремер, подтверждение конечности скорости света

    Реферат >> Физика
    ... главную роль в истории первого определения скорости света. 2. Проблема конечности скорости света. Первая половина XVII века ... оснований сетовать на погрешность первого определения скорости света, поскольку главная – доказательство ее конечности ...
  • Обратная скорость света

    Реферат >> Математика
    ... должна быть аналогичная скорости света предельная минимальная скорость? Такое предположение кажется ... есть, введенная нами выше «обратная скорость света» – «скорость темноты» – а на самом ... экстраполирует факты, взятые из определенной области опыта, а именно ...
  • Скорости бывают разные

    Статья >> Культура и искусство
    ... скорость фотона бесконечна. Определенно она значительно превосходит скорость движения ... скорости света. Постоянство скорости света обеспечивается постоянством скорости нашего собственного движения. В тоже время скорость нашего движения (скорость света ...
  • Преобразования Лоренца, постоянство скорости света и требование однородности времени

    Реферат >> Наука и техника
    ... Рассматривается проблема совместимости требований постоянства скорости света и однородности времени в ... по одной составляющей. Для определенности положим: (4) т.е. электрическое ... , является следствием вполне определенной деформации линеек этой системы ...
  • Олаф Ремер и скорость света

    Доклад >> Математика
    ... , приехавший в Данию для определения географических координат знаменитой обсерватории Т. ... спутников Юпитера. Он заметил определенные запаздывания в моментах вхождения ... необъяснимым. Установление Ремером конечности скорости света явилось «побочным продуктом» ...
  • Свет

    Реферат >> Наука и техника
    ... волн электрических и магнитных колебаний со скоростью света - около 300 000 км/с. ... . Определяется она частотой, то есть скоростью, с которой образуются эти волны. ... цветовых лучей. Чтобы получить определенную гамму цветов надо использовать другой ...
  • Скорость образования, расходования компонента и скорость реакции

    Реферат >> Химия
    ... например, поглощением света при фотохимических реакциях или скоростью диффузии при ... ) Ci= f(τi) . Поэтому для определения скорости реакции строят график в координатах Ci ... 26). Рисунок 5 - Графическое определение скорости реакции по кинетической кривой В данном ...
  • Определение понятий

    Доклад >> Философия
    ... Щ“, “С - скорость света”, “Тангенс угла a обозначается как tg a“ и т.д. Наиболее важным среди реальных определений является определение ...
  • Определение активности ферментов

    Курсовая работа >> Экономика
    ... . Спектрофотометрические методы основаны на поглощении света в определенных участках спектра многими соединениями, являющимися ... с применением субстрата казеина основан на определении скорости ферментативной реакции гидролиза субстрата под ...