Реферат: Определение скорости света

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

Скорость света в среде зависит от показателя преломления среды n, различного для разных частот <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">n

излучения: с’(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">n) = c/n(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">n). Этазависимость приводит к отличию групповой скорости от фазовой скорости света всреде, если речь идет не о монохроматическом свете (для скорости света ввакууме эти величины совпадают. Экспериментально определяя с’, всегда измеряютгрупповую скорость света.

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

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

<img src="/cache/referats/7506/image002.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1026">

промежутокмежду зубцами свет можно было наблюдать через окуляр 4. По известным скоростямвращения диска определялось время прохождения светом базы. Физополучил значение c= 313300 км/с.

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

В 1862 году Ж. Б. Л. Фуко реализовал высказанную в 1838 году идею Д. Арго,применив вместо зубчатого диска быстровращающееся зеркало (512 оборотов всекунду). Отражаясь от зеркала пучок света направлялся на базу и по возвращениивновь попадал на то же зеркало, успевшее повернуться на некоторый малый угол.При базе всего 20 м Фуко нашёл, что скорость света равна 298000  <img src="/cache/referats/7506/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> 500 км/с. Схемы иосновные идеи методов Физо и Фуко были многократноиспользованы в последующих работах по определению скорости света.

<img src="/cache/referats/7506/image006.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1027">

Определение  скорости света методомвращающегося зеркала (Метод Фуко): S–источник света; R– быстровращающееся зеркало; C– неподвижное вогнутое зеркало, центр которого совпадаетс 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 показаныположение R, изменившееся за времяпрохождения светом пути RCиобратно, и обратный ход пучка лучей через объектив L,который собирает отраженный пучок в точке S’, а нев точке S, как это было бы принеподвижном зеркале R. Скорость светаустанавливается, измеряя смещение SS’.

Полученное А. Майкельсоном в1926 году значение c=299796 <img src="/cache/referats/7506/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> 4 км/с было тогдасамым 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 годусравнение скорости света одной и той же частоты в воздухе и воде показало, чтоскорость в воде u= c/n(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">n

) всоответствии с предсказанием волновой теории. Была так же установлена связьоптики с теорией электромагнетизма: измеренная скорость света совпала соскоростью электромагнитных волн, вычисленной из отношения электромагнитных иэлектростатических единиц электрического заряда.

В современных измерениях скорости света используется модернизированныйметод Физо с заменой зубчатого колеса наинтерференционный или какой-либо другой модулятор света, полностью прерывающийили ослабляющий световой пучок. Приемником излучения служит фотоэлемент илифотоэлектрический умножитель. Применение лазера в качестве источника света, УЗ– модулятора со стабилизированной частотой и повышение точности измерения длины базы позволит снизить погрешностиизмерений и получить значение с = 299792,5 <img src="/cache/referats/7506/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1027">0,15 км/с. Помимо прямых измерения скорости света повремени прохождения известной базы, широко применяются косвенный методы, дающиебольшую точность.

Скорость света в вакууме принять считать 2999792458 <img src="/cache/referats/7506/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1028">1,2 м/с.

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

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA">

<img src="/cache/referats/7506/image008.jpg" v:shapes="_x0000_s1028">

еще рефераты
Еще работы по физике