Cara paling menarik untuk mengukur kecepatan cahaya. Kapan kecepatan cahaya pertama kali diukur? Pada tahap sekarang
Kecepatan cahaya dalam ruang hampa- nilai absolut kecepatan rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa. Dalam fisika dilambangkan dengan huruf latin C.
Kecepatan cahaya dalam ruang hampa merupakan konstanta fundamental, independen dari pilihan kerangka acuan inersia.
Menurut definisinya, memang demikian 299.792.458 m/s (nilai perkiraan 300 ribu km/s).
Menurut teori relativitas khusus, adalah kecepatan maksimum untuk penyebaran interaksi fisik apa pun yang mengirimkan energi dan informasi.
Bagaimana kecepatan cahaya ditentukan?
Untuk pertama kalinya kecepatan cahaya ditentukan pada 1676 OK Roemer oleh perubahan interval waktu antara gerhana satelit Jupiter.
Pada tahun 1728 dipasang oleh J. Bradley, berdasarkan pengamatannya terhadap penyimpangan cahaya bintang.
Pada tahun 1849 A.I.L. Fizeau adalah orang pertama yang mengukur kecepatan cahaya berdasarkan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh jarak (dasar) yang diketahui secara tepat; Karena indeks bias udara berbeda sangat kecil dari 1, pengukuran di darat memberikan nilai yang sangat mendekati c.
Dalam percobaan Fizeau, seberkas cahaya dari sumber S, dipantulkan oleh cermin tembus pandang N, secara berkala diinterupsi oleh piringan bergigi W yang berputar, melewati alas MN (sekitar 8 km) dan, dipantulkan dari cermin M, kembali ke disk. Cahaya yang mengenai gigi tidak sampai ke pengamat, dan cahaya yang jatuh pada celah sela gigi dapat diamati melalui lensa okuler E. Berdasarkan kecepatan putaran piringan yang diketahui, waktu yang dibutuhkan cahaya untuk sampai ke gigi. perjalanan melalui pangkalan ditentukan. Fizeau memperoleh nilai c = 313300 km/s.
Pada tahun 1862 J.B.L. Foucault menerapkan ide yang diungkapkan pada tahun 1838 oleh D. Arago, menggunakan cermin yang berputar cepat (512 r/s) alih-alih piringan bergigi. Dipantulkan dari cermin, berkas cahaya diarahkan ke alas dan sekembalinya jatuh pada cermin yang sama, yang sempat berputar pada sudut kecil tertentu. Dengan jarak alas hanya 20 m, Foucault menemukan kecepatan tersebut cahaya sama dengan 29800080 ± 500 km/s. Skema dan gagasan utama eksperimen Fizeau dan Foucault berulang kali digunakan dalam karya selanjutnya tentang definisi s.
1) Kecepatan cahaya pertama kali diukur oleh ilmuwan Denmark Roemer pada tahun 1676 dengan menggunakan metode astronomi. Dia menghitung waktu ketika bulan terbesar Jupiter, Io, berada di bawah bayang-bayang planet besar ini.
Roemer melakukan pengukuran pada saat planet kita paling dekat dengan Jupiter, dan pada saat kita berada sedikit lebih jauh dari Jupiter secara astronomis. Dalam kasus pertama, interval antar wabah adalah 48 jam 28 menit. Dalam kasus kedua, satelit terlambat 22 menit. Dari sini disimpulkan bahwa cahaya memerlukan waktu 22 menit untuk menempuh jarak pengamatan sebelumnya ke pengamatan sekarang. Dengan demikian, teori tentang kecepatan cahaya yang terbatas terbukti, dan kecepatannya dihitung secara kasar; kira-kira 299.800 km/s.
2) Metode laboratorium memungkinkan Anda menentukan kecepatan cahaya pada jarak pendek dan dengan akurasi tinggi. Eksperimen laboratorium pertama dilakukan oleh Foucault, dan kemudian oleh Fizeau.
Ilmuwan dan eksperimennya
Kecepatan cahaya pertama kali ditentukan pada tahun 1676 oleh O. K. Roemer dari perubahan interval waktu antara gerhana satelit Jupiter. Pada tahun 1728, didirikan oleh J. Bradley, berdasarkan pengamatannya terhadap penyimpangan cahaya bintang. Pada tahun 1849, A.I.L. Fizeau adalah orang pertama yang mengukur kecepatan cahaya dengan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh jarak (dasar) yang diketahui secara tepat, karena indeks bias udara berbeda sangat sedikit dari 1, pengukuran di darat memberikan nilai yang sangat mendekati kecepatannya.
pengalaman Fizeau
Eksperimen Fizeau merupakan eksperimen untuk menentukan kecepatan cahaya pada media bergerak (benda), yang dilakukan pada tahun 1851 oleh Louis Fizeau. Eksperimen tersebut menunjukkan pengaruh penambahan kecepatan relativistik. Nama Fizeau juga dikaitkan dengan eksperimen pertama penentuan kecepatan cahaya di laboratorium.
Dalam percobaan Fizeau, seberkas cahaya dari sumber cahaya S, dipantulkan oleh cermin tembus pandang 3, secara berkala diinterupsi oleh piringan bergigi 2 yang berputar, melewati alas 4-1 (sekitar 8 km) dan, dipantulkan dari cermin 1, kembali ke disk. Bila cahaya mengenai gigi, tidak sampai ke pengamat, dan cahaya yang jatuh pada celah sela gigi dapat diamati melalui lensa okuler 4. Berdasarkan diketahui kecepatan putaran piringan, waktu yang dibutuhkan cahaya untuk sampai ke gigi. perjalanan melalui pangkalan ditentukan. Fizeau memperoleh nilai c = 313300 km/s.
pengalaman Foucault
Pada tahun 1862, J. B. L. Foucault mengimplementasikan ide yang diungkapkan pada tahun 1838 oleh D. Argo, dengan menggunakan cermin yang berputar cepat (512 putaran per detik) alih-alih piringan bergigi. Dipantulkan dari cermin, seberkas cahaya diarahkan ke alas dan sekembalinya jatuh pada cermin yang sama, yang sempat berputar dengan sudut kecil tertentu. Dengan jarak dasar hanya 20 m, Foucault menemukan bahwa kecepatan cahaya adalah 298.000.500 km/s. Skema dan ide dasar metode Fizeau dan Foucault berulang kali digunakan dalam karya selanjutnya dalam menentukan kecepatan cahaya.
Penentuan kecepatan cahaya dengan metode cermin berputar (metode Foucault): S – sumber cahaya; R – cermin yang berputar cepat; C adalah cermin cekung tetap yang pusatnya berimpit dengan sumbu rotasi R (jadi cahaya yang dipantulkan C selalu jatuh kembali ke R); M – cermin tembus pandang; L – lensa; E – lensa mata; RC – jarak yang diukur secara akurat (dasar). Garis putus-putus menunjukkan posisi R, yang berubah selama cahaya menempuh jalur RC dan kembali, dan jalur kebalikan dari berkas sinar melalui lensa L, yang mengumpulkan berkas pantulan di titik S', dan bukan di titik S, seperti halnya cermin stasioner R. Kecepatan cahaya ditentukan dengan mengukur perpindahan SS'.
Nilai c = 299796 4 km/s yang diperoleh A. Michelson pada tahun 1926 adalah yang paling akurat dan termasuk dalam tabel besaran fisis internasional. serat optik kecepatan cahaya
Pengukuran kecepatan cahaya pada abad ke-19 memainkan peran utama dalam fisika, yang semakin menegaskan teori gelombang cahaya. Perbandingan kecepatan cahaya dengan frekuensi yang sama di udara dan air oleh Foucault pada tahun 1850 menunjukkan bahwa kecepatan di dalam air adalah u = c/n(n), seperti yang diperkirakan oleh teori gelombang. Hubungan antara optik dan teori elektromagnetisme juga terjalin: kecepatan cahaya yang diukur bertepatan dengan kecepatan gelombang elektromagnetik, dihitung dari rasio satuan elektromagnetik dan elektrostatik muatan listrik.
Pengukuran kecepatan cahaya modern menggunakan metode Fizeau yang dimodernisasi, menggantikan roda gigi dengan interferensi atau modulator cahaya lain yang sepenuhnya mengganggu atau melemahkan berkas cahaya. Penerima radiasi adalah fotosel atau pengganda fotolistrik. Penggunaan laser sebagai sumber cahaya, modulator ultrasonik dengan frekuensi stabil dan peningkatan ketelitian pengukuran panjang alas akan mengurangi kesalahan pengukuran dan diperoleh nilai c = 299792.5 0.15 km/s. Selain pengukuran langsung kecepatan cahaya berdasarkan waktu tempuh suatu pangkalan yang diketahui, metode tidak langsung banyak digunakan, sehingga memberikan akurasi yang lebih besar.
Pengukuran nilai "c" yang paling akurat sangat penting tidak hanya dalam istilah teoritis umum dan untuk menentukan nilai besaran fisika lainnya, tetapi juga untuk tujuan praktis. Khususnya bagi mereka. Mengacu pada penentuan jarak waktu transit sinyal radio atau cahaya di radar, jangkauan optik, jangkauan cahaya dan pengukuran serupa lainnya.
Kisaran ringan
Pengukur jarak cahaya adalah perangkat geodetik yang memungkinkan Anda mengukur jarak puluhan (terkadang ratusan) kilometer dengan akurasi tinggi (hingga beberapa milimeter). Misalnya, pengintai mengukur jarak dari Bumi ke Bulan dengan akurasi beberapa sentimeter.
Pengukur jarak laser adalah alat untuk mengukur jarak menggunakan sinar laser.
Kecepatan cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya per satuan waktu. Nilai ini bergantung pada zat tempat cahaya merambat.
Dalam ruang hampa, kecepatan cahaya adalah 299.792.458 m/s. Ini adalah kecepatan tertinggi yang bisa dicapai. Saat menyelesaikan masalah yang tidak memerlukan ketelitian khusus, nilai ini diambil sama dengan 300.000.000 m/s. Diasumsikan bahwa semua jenis radiasi elektromagnetik merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya: gelombang radio, radiasi infra merah, cahaya tampak, radiasi ultraviolet, sinar-x, radiasi gamma. Itu ditunjuk dengan surat Dengan .
Bagaimana kecepatan cahaya ditentukan?
Pada zaman dahulu, para ilmuwan percaya bahwa kecepatan cahaya tidak terbatas. Belakangan, diskusi tentang masalah ini dimulai di kalangan ilmuwan. Kepler, Descartes dan Fermat sependapat dengan pendapat para ilmuwan zaman dahulu. Dan Galileo dan Hooke percaya bahwa meskipun kecepatan cahaya sangat tinggi, ia tetap memiliki nilai yang terbatas.
Galileo Galilei
Salah satu orang pertama yang mencoba mengukur kecepatan cahaya adalah ilmuwan Italia Galileo Galilei. Selama percobaan, dia dan asistennya berada di bukit yang berbeda. Galileo membuka penutup lenteranya. Saat asisten melihat cahaya ini, dia harus melakukan tindakan yang sama dengan lenteranya. Waktu yang dibutuhkan cahaya untuk berpindah dari Galileo ke asisten dan kembali ternyata sangat singkat sehingga Galileo menyadari bahwa kecepatan cahaya sangat tinggi, dan tidak mungkin mengukurnya pada jarak sedekat itu, karena cahaya merambat. hampir seketika. Dan waktu yang dicatatnya hanya menunjukkan kecepatan reaksi seseorang.
Kecepatan cahaya pertama kali ditentukan pada tahun 1676 oleh astronom Denmark Olaf Roemer menggunakan jarak astronomi. Dengan menggunakan teleskop untuk mengamati gerhana bulan Jupiter Io, ia menemukan bahwa ketika Bumi menjauh dari Jupiter, setiap gerhana berikutnya terjadi lebih lambat dari yang diperkirakan. Penundaan maksimum saat Bumi bergerak ke sisi lain Matahari dan menjauh dari Jupiter pada jarak yang sama dengan diameter orbit Bumi adalah 22 jam. Meskipun diameter bumi secara pasti belum diketahui pada saat itu, ilmuwan membagi nilai perkiraannya dengan 22 jam dan memperoleh nilai sekitar 220.000 km/s.
Olaf Roemer
Hasil yang diperoleh Roemer menimbulkan ketidakpercayaan di kalangan ilmuwan. Namun pada tahun 1849, fisikawan Perancis Armand Hippolyte Louis Fizeau mengukur kecepatan cahaya menggunakan metode shutter berputar. Dalam eksperimennya, cahaya dari suatu sumber dilewatkan di antara gigi roda yang berputar dan diarahkan ke cermin. Tercermin darinya, dia kembali. Kecepatan putaran roda meningkat. Ketika mencapai nilai tertentu, sinar yang dipantulkan dari cermin ditahan oleh gigi yang bergerak, dan pengamat tidak melihat apapun pada saat itu.
pengalaman Fizeau
Fizeau menghitung kecepatan cahaya sebagai berikut. Cahayanya mengarah ke sana L dari roda ke kaca spion dalam waktu yang sama t 1 = 2L/c . Waktu yang diperlukan roda untuk memutar ½ slot adalah t 2 = T/2N , Di mana T - periode putaran roda, N - jumlah gigi. Frekuensi rotasi v = 1/T . Momen ketika pengamat tidak melihat cahaya terjadi ketika t 1 = t 2 . Dari sini kita mendapatkan rumus untuk menentukan kecepatan cahaya:
c = 4LNv
Setelah melakukan perhitungan menggunakan rumus ini, Fizeau menentukan hal itu Dengan = 313.000.000 m/s. Hasil ini jauh lebih akurat.
Armand Hippolyte Louis Fizeau
Pada tahun 1838, fisikawan dan astronom Perancis Dominique François Jean Arago mengusulkan penggunaan metode cermin berputar untuk menghitung kecepatan cahaya. Ide ini dipraktikkan oleh fisikawan, mekanik, dan astronom Perancis Jean Bernard Leon Foucault, yang pada tahun 1862 memperoleh nilai kecepatan cahaya (298.000.000±500.000) m/s.
Dominique Francois Jean Arago
Pada tahun 1891, hasil astronom Amerika Simon Newcomb ternyata lebih akurat daripada hasil Foucault. Sebagai hasil perhitungannya Dengan = (99.810.000±50.000) m/s.
Penelitian fisikawan Amerika Albert Abraham Michelson, yang menggunakan pengaturan dengan cermin segi delapan yang berputar, memungkinkan penentuan kecepatan cahaya dengan lebih akurat. Pada tahun 1926, ilmuwan mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh jarak antara puncak dua gunung, sama dengan 35,4 km, dan diperoleh Dengan = (299.796.000±4.000) m/s.
Pengukuran paling akurat dilakukan pada tahun 1975. Pada tahun yang sama, General Conference on Weights and Measures merekomendasikan agar kecepatan cahaya dianggap sama dengan 299.792.458 ± 1,2 m/s.
Kecepatan cahaya bergantung pada apa?
Kecepatan cahaya dalam ruang hampa tidak bergantung pada kerangka acuan atau posisi pengamat. Tetap konstan, sama dengan 299.792.458 ± 1,2 m/s. Namun pada berbagai media transparan kecepatan ini akan lebih rendah dibandingkan kecepatannya dalam ruang hampa. Setiap media transparan memiliki kerapatan optik. Dan semakin tinggi, semakin lambat kecepatan rambat cahaya di dalamnya. Misalnya, kecepatan cahaya di udara lebih tinggi daripada kecepatannya di air, dan pada kaca optik murni kecepatannya lebih rendah daripada di air.
Jika cahaya berpindah dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat, maka kecepatannya akan berkurang. Dan jika terjadi peralihan dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat, maka kecepatannya justru meningkat. Hal ini menjelaskan mengapa berkas cahaya dibelokkan pada batas transisi antara dua media.
Sungguh, bagaimana caranya? Cara mengukur kecepatan tertinggi di Semesta dalam kondisi duniawi kita yang sederhana? Kita tidak perlu lagi memikirkan hal ini - lagipula, selama beberapa abad, begitu banyak orang telah menangani masalah ini, mengembangkan metode untuk mengukur kecepatan cahaya. Mari kita mulai ceritanya secara berurutan.
Kecepatan cahaya– kecepatan rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa. Dilambangkan dengan huruf latin C. Kecepatan cahaya kira-kira 300.000.000 m/s.
Pada awalnya, tidak ada yang memikirkan masalah pengukuran kecepatan cahaya. Ada cahaya - itu bagus. Kemudian, pada zaman dahulu kala, pendapat yang berlaku di kalangan filosof ilmiah adalah bahwa kecepatan cahaya tidak terbatas, yaitu sesaat. Lalu hal itu terjadi Abad Pertengahan dengan Inkuisisi, ketika pertanyaan utama para pemikir dan orang-orang progresif adalah “Bagaimana agar tidak terjebak dalam api?” Dan hanya di zaman tertentu Renaisans Dan Pencerahan Pendapat para ilmuwan berlipat ganda dan, tentu saja, terbagi.
Jadi, Descartes, Kepler Dan Peternakan memiliki pendapat yang sama dengan para ilmuwan zaman dahulu. Namun ia percaya bahwa kecepatan cahaya itu terbatas, meski sangat tinggi. Bahkan, dialah yang pertama kali melakukan pengukuran kecepatan cahaya. Lebih tepatnya, dia melakukan upaya pertama untuk mengukurnya.
percobaan Galileo
Pengalaman Galileo Galilei brilian dalam kesederhanaannya. Ilmuwan melakukan percobaan untuk mengukur kecepatan cahaya, berbekal alat sederhana yang tersedia. Pada jarak yang jauh dan tertentu satu sama lain, di bukit yang berbeda, Galileo dan asistennya berdiri dengan lentera yang menyala. Salah satu dari mereka membuka penutup lentera, dan yang kedua harus melakukan hal yang sama ketika dia melihat cahaya lentera pertama. Mengetahui jarak dan waktu (penundaan sebelum asisten membuka lentera), Galileo berharap dapat menghitung kecepatan cahaya. Sayangnya, agar eksperimen ini berhasil, Galileo dan asistennya harus memilih bukit yang jaraknya beberapa juta kilometer. Saya ingin mengingatkan Anda bahwa Anda bisa dengan mengisi aplikasi di situs web.
Eksperimen oleh Roemer dan Bradley
Eksperimen pertama yang berhasil dan sangat akurat dalam menentukan kecepatan cahaya dilakukan oleh seorang astronom Denmark Olaf Roemer. Roemer menggunakan metode astronomi untuk mengukur kecepatan cahaya. Pada tahun 1676, ia mengamati satelit Yupiter Io melalui teleskop, dan menemukan bahwa waktu gerhana satelit tersebut berubah seiring dengan menjauhnya Bumi dari Yupiter. Waktu tunda maksimum adalah 22 menit. Menghitung bahwa Bumi bergerak menjauh dari Jupiter pada jarak diameter orbit Bumi, Roemer membagi perkiraan nilai diameter dengan waktu tunda, dan memperoleh nilai 214.000 kilometer per detik. Tentu saja perhitungan seperti itu sangat kasar, jarak antar planet hanya diketahui kira-kira, namun hasilnya ternyata relatif mendekati kebenaran.
pengalaman Bradley. Pada tahun 1728 James Bradley memperkirakan kecepatan cahaya dengan mengamati aberasi bintang. Penyimpangan adalah perubahan posisi semu suatu bintang yang disebabkan oleh pergerakan bumi pada orbitnya. Mengetahui kecepatan bumi dan mengukur sudut penyimpangan, Bradley memperoleh nilai 301.000 kilometer per detik.
pengalaman Fizeau
Dunia ilmiah pada masa itu bereaksi dengan ketidakpercayaan terhadap hasil eksperimen Roemer dan Bradley. Namun, hasil Bradley adalah yang paling akurat selama lebih dari seratus tahun, hingga tahun 1849. Tahun itu, seorang ilmuwan Perancis Armand Fizeau mengukur kecepatan cahaya menggunakan metode shutter berputar, tanpa mengamati benda langit, melainkan di Bumi. Faktanya, ini adalah metode laboratorium pertama untuk mengukur kecepatan cahaya sejak Galileo. Di bawah ini adalah diagram pengaturan laboratoriumnya.
Cahaya yang dipantulkan dari kaca spion melewati gigi roda dan dipantulkan dari kaca spion lain yang jaraknya 8,6 kilometer. Kecepatan roda ditingkatkan hingga cahaya terlihat di celah berikutnya. Perhitungan Fizeau memberikan hasil 313.000 kilometer per detik. Setahun kemudian, eksperimen serupa dengan cermin berputar dilakukan oleh Leon Foucault yang memperoleh hasil 298.000 kilometer per detik.
Dengan munculnya maser dan laser, manusia memiliki peluang dan cara baru untuk mengukur kecepatan cahaya, dan perkembangan teori juga memungkinkan penghitungan kecepatan cahaya secara tidak langsung, tanpa melakukan pengukuran langsung.
Nilai kecepatan cahaya paling akurat
Umat manusia telah mengumpulkan banyak pengalaman dalam mengukur kecepatan cahaya. Saat ini, nilai kecepatan cahaya yang paling akurat dianggap 299.792.458 meter per detik, diterima pada tahun 1983. Menariknya, pengukuran kecepatan cahaya yang lebih akurat ternyata tidak mungkin dilakukan karena kesalahan dalam pengukuran meter. Saat ini, nilai satu meter dikaitkan dengan kecepatan cahaya dan sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam 1/299.792.458 detik.
Terakhir, seperti biasa, kami menyarankan untuk menonton video pendidikan. Teman-teman, meskipun Anda dihadapkan pada tugas seperti mengukur kecepatan cahaya secara mandiri menggunakan cara improvisasi, Anda dapat dengan aman meminta bantuan penulis kami. Anda dapat mengisi aplikasi di situs web Siswa Korespondensi. Semoga Anda mendapatkan pelajaran yang menyenangkan dan mudah!
Kecepatan cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya per satuan waktu. Nilai ini bergantung pada zat tempat cahaya merambat.
Dalam ruang hampa, kecepatan cahaya adalah 299.792.458 m/s. Ini adalah kecepatan tertinggi yang bisa dicapai. Saat menyelesaikan masalah yang tidak memerlukan ketelitian khusus, nilai ini diambil sama dengan 300.000.000 m/s. Diasumsikan bahwa semua jenis radiasi elektromagnetik merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya: gelombang radio, radiasi infra merah, cahaya tampak, radiasi ultraviolet, sinar-x, radiasi gamma. Itu ditunjuk dengan surat Dengan .
Bagaimana kecepatan cahaya ditentukan?
Pada zaman dahulu, para ilmuwan percaya bahwa kecepatan cahaya tidak terbatas. Belakangan, diskusi tentang masalah ini dimulai di kalangan ilmuwan. Kepler, Descartes dan Fermat sependapat dengan pendapat para ilmuwan zaman dahulu. Dan Galileo dan Hooke percaya bahwa meskipun kecepatan cahaya sangat tinggi, ia tetap memiliki nilai yang terbatas.
Galileo Galilei
Salah satu orang pertama yang mencoba mengukur kecepatan cahaya adalah ilmuwan Italia Galileo Galilei. Selama percobaan, dia dan asistennya berada di bukit yang berbeda. Galileo membuka penutup lenteranya. Saat asisten melihat cahaya ini, dia harus melakukan tindakan yang sama dengan lenteranya. Waktu yang dibutuhkan cahaya untuk berpindah dari Galileo ke asisten dan kembali ternyata sangat singkat sehingga Galileo menyadari bahwa kecepatan cahaya sangat tinggi, dan tidak mungkin mengukurnya pada jarak sedekat itu, karena cahaya merambat. hampir seketika. Dan waktu yang dicatatnya hanya menunjukkan kecepatan reaksi seseorang.
Kecepatan cahaya pertama kali ditentukan pada tahun 1676 oleh astronom Denmark Olaf Roemer menggunakan jarak astronomi. Dengan menggunakan teleskop untuk mengamati gerhana bulan Jupiter Io, ia menemukan bahwa ketika Bumi menjauh dari Jupiter, setiap gerhana berikutnya terjadi lebih lambat dari yang diperkirakan. Penundaan maksimum saat Bumi bergerak ke sisi lain Matahari dan menjauh dari Jupiter pada jarak yang sama dengan diameter orbit Bumi adalah 22 jam. Meskipun diameter bumi secara pasti belum diketahui pada saat itu, ilmuwan membagi nilai perkiraannya dengan 22 jam dan memperoleh nilai sekitar 220.000 km/s.
Olaf Roemer
Hasil yang diperoleh Roemer menimbulkan ketidakpercayaan di kalangan ilmuwan. Namun pada tahun 1849, fisikawan Perancis Armand Hippolyte Louis Fizeau mengukur kecepatan cahaya menggunakan metode shutter berputar. Dalam eksperimennya, cahaya dari suatu sumber dilewatkan di antara gigi roda yang berputar dan diarahkan ke cermin. Tercermin darinya, dia kembali. Kecepatan putaran roda meningkat. Ketika mencapai nilai tertentu, sinar yang dipantulkan dari cermin ditahan oleh gigi yang bergerak, dan pengamat tidak melihat apapun pada saat itu.
pengalaman Fizeau
Fizeau menghitung kecepatan cahaya sebagai berikut. Cahayanya mengarah ke sana L dari roda ke kaca spion dalam waktu yang sama t 1 = 2L/c . Waktu yang diperlukan roda untuk memutar ½ slot adalah t 2 = T/2N , Di mana T - periode putaran roda, N - jumlah gigi. Frekuensi rotasi v = 1/T . Momen ketika pengamat tidak melihat cahaya terjadi ketika t 1 = t 2 . Dari sini kita mendapatkan rumus untuk menentukan kecepatan cahaya:
c = 4LNv
Setelah melakukan perhitungan menggunakan rumus ini, Fizeau menentukan hal itu Dengan = 313.000.000 m/s. Hasil ini jauh lebih akurat.
Armand Hippolyte Louis Fizeau
Pada tahun 1838, fisikawan dan astronom Perancis Dominique François Jean Arago mengusulkan penggunaan metode cermin berputar untuk menghitung kecepatan cahaya. Ide ini dipraktikkan oleh fisikawan, mekanik, dan astronom Perancis Jean Bernard Leon Foucault, yang pada tahun 1862 memperoleh nilai kecepatan cahaya (298.000.000±500.000) m/s.
Dominique Francois Jean Arago
Pada tahun 1891, hasil astronom Amerika Simon Newcomb ternyata lebih akurat daripada hasil Foucault. Sebagai hasil perhitungannya Dengan = (99.810.000±50.000) m/s.
Penelitian fisikawan Amerika Albert Abraham Michelson, yang menggunakan pengaturan dengan cermin segi delapan yang berputar, memungkinkan penentuan kecepatan cahaya dengan lebih akurat. Pada tahun 1926, ilmuwan mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh jarak antara puncak dua gunung, sama dengan 35,4 km, dan diperoleh Dengan = (299.796.000±4.000) m/s.
Pengukuran paling akurat dilakukan pada tahun 1975. Pada tahun yang sama, General Conference on Weights and Measures merekomendasikan agar kecepatan cahaya dianggap sama dengan 299.792.458 ± 1,2 m/s.
Kecepatan cahaya bergantung pada apa?
Kecepatan cahaya dalam ruang hampa tidak bergantung pada kerangka acuan atau posisi pengamat. Tetap konstan, sama dengan 299.792.458 ± 1,2 m/s. Namun pada berbagai media transparan kecepatan ini akan lebih rendah dibandingkan kecepatannya dalam ruang hampa. Setiap media transparan memiliki kerapatan optik. Dan semakin tinggi, semakin lambat kecepatan rambat cahaya di dalamnya. Misalnya, kecepatan cahaya di udara lebih tinggi daripada kecepatannya di air, dan pada kaca optik murni kecepatannya lebih rendah daripada di air.
Jika cahaya berpindah dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat, maka kecepatannya akan berkurang. Dan jika terjadi peralihan dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat, maka kecepatannya justru meningkat. Hal ini menjelaskan mengapa berkas cahaya dibelokkan pada batas transisi antara dua media.
