Задача №3: Способы определения скорости света

Задание №3. Способы определения скорости света Скорость света в вакууме является фундаментальной физической константой и обозначается буквой \(c\). В истории физики выделяют два основных подхода к её измерению: астрономический и лабораторный. 1. Астрономический метод (Метод Олафа Рёмера, 1676 г.) Рёмер наблюдал за затмениями спутника Юпитера — Ио. Он заметил, что когда Земля удаляется от Юпитера, время между затмениями увеличивается, а когда приближается — уменьшается. Рёмер объяснил это тем, что свету требуется время, чтобы пройти дополнительное расстояние. Формула для расчета: \[c = \frac{\Delta L}{\Delta t}\] где \(\Delta L\) — изменение расстояния между планетами, \(\Delta t\) — запаздывание сигнала. Рёмер получил значение около \(214\,000\) км/с. 2. Лабораторный метод (Метод Армана Физо, 1849 г.) Физо первым измерил скорость света в земных условиях, используя систему из источника света, зеркала и быстро вращающегося зубчатого колеса. Свет проходил между зубцами, отражался от зеркала на расстоянии \(8,6\) км и возвращался обратно. При определенной скорости вращения колеса свет блокировался следующим зубцом. Формула метода: \[c = \frac{2L}{t}\] где \(L\) — расстояние до зеркала, \(t\) — время поворота колеса на один зубец. Физо получил значение \(313\,300\) км/с. 3. Современный метод В современной физике скорость света определяют с помощью лазерных интерферометров, измеряя частоту \(\nu\) и длину волны \(\lambda\) лазерного излучения. Связь величин: \[c = \lambda \cdot \nu\] Согласно современным данным, принятым в 1983 году, скорость света в вакууме точно равна: \[c = 299\,792\,458 \text{ м/с} \approx 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}\] Вывод: Развитие методов измерения скорости света позволило человечеству перейти от грубых оценок к установлению точного эталона метра, который теперь определяется через путь, проходимый светом за определенную долю секунды.