Скорость света: прямые и косвенные методы изучения

Чему равна скорость света? Этот вопрос волнует множество ученых из самых разных стран мира уже не одно столетие. Значение его возросло после того, когда в начале прошлого века Эйнштейном было доказано, что данная физическая величина является одним из тех показателей, который не зависит ни от каких других величин, то есть является константой.

О. Ремер - первопроходец в деле изучения скорости света

История физики говорит нам о том, что измерить скорость света ученые пытались еще более трехсот лет назад. Первым, кому это удалось с высокой долей достоверности, был известный физик О. Ремер. В своих исследованиях он использовал те моменты, когда спутник Юпитера Ио оказывался в тени. Ученый проводил исследования, когда этот спутник находился на разных расстояниях от Земли, и пришел к выводу, что полученная разница прохождения Ио в тени Юпитера и есть та скорость, с которой свет преодолевает определенное расстояние. Так как измерения Ремера не отличались высокой точностью, то скорость света оказалась равной примерно 215 тысяч километров в секунду.

Лабораторные исследования Физо

Спустя практически двести лет этой проблемой занялся француз Физо. Свои исследования он проводил в лабораторных условиях, используя для этого специальную систему отражающих линз, зеркал и вращающегося колеса. В результате кропотливой работы Физо пришел к выводу, что скорость света составляет 313 тысяч километров в секунду.

Косвенные методы изучения скорости света

Большое значение для дальнейшего изучения данного явления имела электромагнитная теория Ампера и Максвелла. Последний привел неопровержимые доказательства того, что свет есть не что иное, как распространяющиеся в пространстве волны. Используя это положение, Вебер и Кальрауш попытались вычислить скорость света косвенным образом, полагаясь в основном на свойства электромагнетизма. Полученный ими результат был равен 310 тысяч километров в секунду, однако доказать его на практике ученые так и не смогли.

Влияние теории относительности на изучение скорости света

Вопрос о том, какова скорость света, приобрел новое звучание в ХХ веке. Это связано не только с появлением знаменитой теории А. Эйнштейна, где данный показатель играл решающую роль, но и с успехами молекулярной физики, а также с техническим усовершенствованием физических лабораторий. Для изучения света и его важнейших характеристик огромную роль сыграли работы, связанные со сверхвысокими частотами. Именно в этой области удалось с высокой точностью определить не только частоту, но и длину волны, что привело к заметной корректировке известных на тот момент данных. Обобщающая работа, в которой скорость света рассчитывается с помощью исследований СВЧ-диапазона, принадлежит американскому физику К. Фруму. В опубликованных им в 1958 году исследованиях указывалось, что данная величина составляет 299792,462 километра в секунду. До настоящего времени именно она и считается наиболее точной.

Значение изучения скорости света в наши дни

Как и несколько веков назад, скорость света притягивает к себе ученых. Она заставляет их искать новые методы исследования, совершенствовать технику и технологию проведения. Без детального изучения этого явления уже невозможно представить современную науку.