早期の試み:
* Galileo Galilei(1600S): 成功していませんが、ガリレオはランタンを使用して光の速度を測定しようとしました。彼は2人を遠くに配置し、1人は覆われたランタンを備えていました。アイデアは、ランタンを発見し、二人目に光を見たらすぐに自分のものを発見させることでした。ただし、観察者の反応時間は遅すぎて光の速度を検出できませんでした。
* oleRømer(1676): ローマーは、木星の月ioの日食を観察しました。彼は、木星が地球から遠く離れているときに、日食が予想よりわずかに遅れて発生したことに気付きました。彼は、これを余分な距離を移動するのに光がかかった時間に正しく帰し、光の速度(約220,000 km/s)の大まかな値を計算することができました。
より正確な測定:
* Hippolyte Fizeau(1849): フィゾーは、高速で回転する歯の車輪を使用しました。彼はホイールの隙間を通って光のビームを送り、遠くの鏡からそれを反射し、車輪の別のギャップを通り抜けました。ホイールの速度を調整することで、彼は鏡に移動して戻るのに光がかかった時間を判断し、約315,000 km/sの値を与えました。
* LéonFoucault(1850): フーコーは回転する鏡を使用して光の速度を測定しました。彼は回転する鏡に光のビームを指示し、それがビームを静止した鏡に反射しました。その後、光は回転する鏡に反射し、その間にわずかに動いていました。 反射ビームの角度を測定することにより、フーコーは光の速度(約298,000 km/s)を決定することができました。
現代のテクニック:
* Michelson-Morley Experiment(1887): この有名な実験は、光波を運ぶと考えられていた仮想の照明器具エーテルを検出するように設計されました。この実験は、エーテルの証拠を見つけることができず、特別な相対性理論の発展の基礎になりました。
* キャビティ共振器技術: 最新の測定では、レーザーとキャビティ共振器を含む非常に正確な技術を使用しています。科学者は、空洞の共振周波数を測定することにより、信じられないほどの精度で光の速度を決定できます。
現在の値:
真空中の光の速度は、 299,792,458メートル/秒(m/s)として定義されています。 。 この値は、メーターが1/299,792,458の距離光が真空で移動するように定義されるため、正確です。
重要性:
光の速度を知ることは、物理学の多くの現象を理解するために不可欠です。
* 電磁気: 光の速度は、電磁気の基本定数である自由空間の透過性と誘電率に密接に関連しています。
* 特別相対性理論: 光の速度は宇宙の究極の速度制限であり、アインシュタインの特別相対性理論の理論において重要な役割を果たしています。
* 天文学: 光の速度は、宇宙の距離、星や銀河の年齢、および天の物体からの光の伝播を理解するために重要です。
光の速度の測定には、長くて魅力的な歴史があり、今日の信じられないほど正確な価値に至ります。それは科学者の創意工夫と、自然の基本的な法則を理解する彼らの容赦ない追求の証です。