科学者たちは何年もの間、光速を調べようとしてきましたが、正確な測定は前世紀の70年代に行われました。最終的 インジケーターは299,792,458m/sでした 最大偏差は+/-1.2mです。 今日、それは不変の物理単位です、メートル単位の距離は1 / 299,792,458秒なので、真空中の光が100cm進むのにかかる時間です。

科学光速を決定するための式.

計算を単純化するために、 インジケーターは300,000,000m/ s（3×108 m / s）に簡略化されています。学校の物理学の過程で誰もがよく知っている、速度がこの形式で測定されるのはそこにあります。

物理学における光速の基本的な役割

この指標は、研究で使用されている参照システムに関係なく、主要な指標の1つです。波源の動きには依存しませんが、これも重要です。

不変性は、1905年にアルバートアインシュタインによって仮定されました。これは、発光性エーテルの存在の証拠を見つけられなかった別の科学者、マクスウェルが電磁気学についての理論を提唱した後に起こりました。

光速を超える速度では因果効果を伝達できないという主張は、今日では非常に合理的であると考えられています。

ところで！ 物理学者は、一部の粒子が考慮されている指標を超える速度で移動できることを否定していません。ただし、情報の伝達には使用できません。

歴史的参考文献

トピックの特徴を理解し、特定の現象がどのように発見されたかを知るには、何人かの科学者の実験を研究する必要があります。 19世紀には、後に科学者を助ける多くの発見がなされました。それらは主に電流と磁気および電磁誘導の現象に関係していました。

ジェームズ・マクスウェルによる実験

物理学者の研究により、離れた場所での粒子の相互作用が確認されました。その後、これによりヴィルヘルム・ウェーバーは電磁気学の新しい理論を開発することができました。マクスウェルはまた、磁場と電場の現象を明確に確立し、それらが互いに発生して電磁波を形成できると判断しました。「s」という呼称を最初に使い始めたのはこの科学者であり、それは今でも世界中の物理学者によって使用されています。

このおかげで、ほとんどの研究者はすでに光の電磁的性質について話し始めています。マクスウェルは、電磁励起の伝播速度を研究しているときに、この指標は光速に等しいという結論に達しましたが、かつて彼はこの事実に驚いていました。

マクスウェルの研究のおかげで、光、磁気、電気は別々の概念ではないことが明らかになりました。光は空間を伝播する磁場と電場の組み合わせであるため、これらの要因が一緒になって光の性質を決定します。

電磁波伝搬のスキーム。

ミシェルソンと光速の絶対性を証明した彼の経験

前世紀の初めに、ほとんどの科学者はガリレオの相対性原理を使用しました。それによれば、どの基準系が使用されても、力学の法則は変わらないと信じられていました。しかし同時に、理論によれば、電磁波の伝播速度は、音源が移動すると変化するはずです。これは、ガリレオの仮説とマクスウェルの理論の両方に反し、それが研究の開始の理由でした。

当時、ほとんどの科学者は「エーテル理論」に傾倒していました。それによれば、指標はその発生源の速度に依存せず、主な決定要因は環境の特徴でした。

ミシェルソンは、光の速度が測定の方向に依存しないことを発見しました。

地球は宇宙空間を特定の方向に移動するため、速度の合成則に従って、光の速度は異なる方向で測定されたときに異なります。しかし、Michelsonは、測定が行われた方向に関係なく、電磁波の伝播に違いは見られませんでした。

エーテル理論は絶対値の存在を説明できず、その誤謬をさらによく示しました。

アルバート・アインシュタインの特殊相対性理論

当時の若い科学者は、ほとんどの研究者の考えに反する理論を提示しました。それによると、時間と空間は、選択された基準系に関係なく、真空中の光速の不変性を保証するような特性を持っています。これは、光の伝播速度がその光源の動きに依存しないため、ミシェルソンの失敗した実験を説明しました。

[tds_council]アインシュタインの理論の正しさの間接的な確認は「同時性の相対性」であり、その本質は図に示されています。[/ tds_council]

人の位置が光の伝播の知覚にどのように影響するかの例。

以前、光速はどのように測定されましたか？

この指標を決定する試みは多くの人によってなされてきましたが、科学の発展のレベルが低いため、これを行うことは以前は問題がありました。したがって、古代の科学者は光速が無限であると信じていましたが、後に多くの研究者がこの仮定を疑ったため、それを決定するための多くの試みが行われました。

ガリレオは懐中電灯を使用しました。光波の伝播速度を計算するために、彼と彼の助手は丘の上にいて、その間の距離は正確に決定されました。次に、参加者の1人がランタンを開け、2人目は光を見るとすぐに同じことをしなければなりませんでした。しかし、この方法では、波の伝播が高速であり、時間間隔を正確に決定できないため、結果が得られませんでした。
デンマークの天文学者であるオラフ・レーマーは、木星を観察しているときにその特徴に気づきました。地球と木星が軌道上で反対の位置にあったとき、イオ（木星の月）の日食は惑星自体と比較して22分遅れました。これに基づいて、彼は、光波の伝播速度は無限ではなく、限界があると結論付けました。彼の計算によると、その数字は毎秒約22万キロでした。
Roemerによる光速の決定。
同じ時期に、英国の天文学者ジェームズ・ブラッドリーは、太陽の周りの地球の動きと、その軸の周りの回転による光行差の現象を発見しました。これにより、空の星の位置が決まります。そしてそれらまでの距離は絶えず変化しています。これらの特徴により、星は毎年の楕円を表しています。計算と観測に基づいて、天文学者は速度を計算しました、それは毎秒308,000キロでした。
光の収差
Louis Fizeauは、実験室での実験を通じて正確な指標を決定することを決定した最初の人物でした。光源から8633mの距離に鏡面のガラスを設置しましたが、距離が短いため正確な時間計算ができませんでした。次に、科学者は歯車を設置しました。歯車は定期的に光を歯で覆っていました。ホイールの速度を変更することにより、フィゾーは、ライトが歯の間を滑って戻ってくる時間がない速度を決定しました。彼の計算によると、速度は毎秒315千キロメートルでした。
ルイ・フィゾーの経験。

光速の測定

これはいくつかの方法で行うことができます。それらを詳細に分析する価値はありません。それぞれに個別のレビューが必要になります。したがって、品種を理解するのが最も簡単です。

天文測定。ここでは、RoemerとBradleyの方法が最も頻繁に使用されます。これは、それらの効果が証明されており、空気、水、および環境の他の機能の特性がパフォーマンスに影響を与えないためです。空間真空の条件下では、測定精度が向上します。
空洞共振または空洞効果 -これは、惑星の表面と電離層の間に発生する低周波の定常電磁波の現象の名前です。特別な公式と測定機器からのデータを使用して、空気中の粒子の速度の値を計算することは難しくありません。
干渉法 -いくつかのタイプの波が形成される一連の調査方法。これにより干渉効果が発生し、電磁振動と音響振動の両方の多数の測定を実行できるようになります。