Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше
Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике
§ 158. Определение скорости света по методу вращающегося зеркала
Французский
физик Леон Фуко (1819—1868) применил в 1862 г. очень точный способ определения
времени прохождения света между двумя пунктами
и
, благодаря чему удалось надежно
измерить скорость света, не прибегая к чрезмерно большим расстояниям между
и
. Световой
сигнал, вышедший по направлению
(рис. 308), отражался вращающимся
зеркалом
к
неподвижному зеркалу
. Это последнее делалось сферическим
с очень большим радиусом кривизны
, так что центр его совпадал с
зеркалом
.
Благодаря такому устройству свет при любом положении зеркала
распространялся
вдоль радиуса зеркала
, падал перпендикулярно на его
поверхность и после отражения шел вновь по радиусу зеркала
, т. е. возвращался к
зеркалу
.
Однако за время
, в течение которого свет проходил
путь от
до
и
обратно (т. е. путь, равный
), зеркало
успевало повернуться на
небольшой угол
,
и свет отражался по направлению
составляющему угол
с направлением
. Измерив угол
и зная угловую
скорость вращения зеркала, можно определить время
, а следовательно, и скорость света
.
Рис. 308. К определению скорости света по
методу вращающегося зеркала
В одном
из опытов Фуко расстояние
, частота вращения зеркала
, угол поворота
зеркала
,
следовательно, для этих данных
и
Среднее
значение скорости света, полученное Фуко, равнялось
.
Вводя на
пути света
трубу
с водой, Фуко смог непосредственно измерить скорость распространения света в
воде и получил значение, в
раза меньшее, чем в воздухе, в
соответствии с представлениями Гюйгенса (см. § 130).
Введя
ряд остроумных усовершенствований в метод вращающегося зеркала, американский
физик Альберт Майкельсон (1852—1931) значительно повысил точность определения скорости
света. По его определениям (1927 г.)
. За последние годы лабораторные
методы определения скорости света существенно усовершенствованы. В их основу
положены независимые измерения длины световой волны и ее частоты. Это позволило
К. Ивенсону с сотрудниками в 1972 г. определить скорость света с точностью
. Однако эти
результаты требуют дальнейшего подтверждения. В 1973 г. решением Генеральной
ассамблеи Международного комитета по численным данным для науки и техники,
обобщившим все известные экспериментальные данные, скорость света в вакууме
принято считать равной
Для всех
практических расчетов мы будем принимать скорость света в вакууме равной
.
Колоссальная
с точки зрения наших земных масштабов скорость света не так уж велика в
масштабах астрономических. Здесь время распространения света измеряется
значительными числами. Так, свет идет от Солнца до Земли около
, а от ближайшей
звезды — около 4 лет. За год свет проходит путь примерно в
. Эта величина оказывается
удобной в качестве единицы длины для огромных астрономических расстояний; она
называется световым годом.
Наряду с
этой единицей астрономы пользуются парсеком. Парсек (т. е. параллакс-секунда) —
это расстояние, с которого радиус земной орбиты
виден под углом
. Нетрудно подсчитать, что
парсек равен примерно
светового года.
В
настоящее время имеется возможность независимо измерять частоту
и длину волны
монохроматического
света, поэтому скорость его
может быть найдена и без кинематических
измерений, осуществляемых прежними способами.