Vitès limyè a se tou yon paramèt enpòtan nan limyè, detèminasyon li nan istwa devlopman nan optik gen yon siyifikasyon trè espesyal ak enpòtan, pa sèlman ankouraje devlopman nan gwo twou san fon nan eksperyans optik, men tou, kraze konsèp tradisyonèl la nan la. vitès limyè enfini. Nan devlopman nan etid la teyorik nan fizik, detèminasyon an nan vitès la nan limyè pou teyori a patikil ak teyori a fluctuation nan deba a bay yon baz pou jijman, epi finalman ankouraje dekouvèt la ak devlopman nan teyori relativite Einstein la.
Ki jan yo mezire vitès limyè a
1. Pwològ pou mezi vitès limyè a
Te gen yon diskisyon nan fizik sou vitès limyè a. Tou de Kepler ak Descartes te kwè ke limyè vwayaje san tan ak nan yon moman. Galileo te kwè ke vitès limyè a, byenke etranj vit, yo te kapab mezire, ak nan 1607, Galileo fè eksperyans nan pi bonè mezire vitès la nan limyè. Metòd Galileo nan mezi se kite de moun yo te kanpe 1.6093km apa sou tèt de mòn yo, yo chak ak yon lanp, premye moun ki leve lanp lan, lè dezyèm moun wè lanp premye moun nan imedyatman leve pwòp lanp li, soti nan premye moun ki monte lanp lan pou wè lanp dezyèm moun se entèval ki genyen ant tan pwopagasyon limyè, ak Lè sa a, dapre distans ki genyen ant de kote yo pral kapab jwenn vitès la nan pwopagasyon limyè. Sepandan, akòz vitès la nan pwopagasyon limyè a twò vit, makonnen ak obsèvatè a dwe tou gen yon sèten tan reyaksyon, se konsa tantativ Galileo a pa t 'reyisi, men eksperyans Galileo a se ouvèti a nan istwa imen sou vitès la nan pwopagasyon limyè a mezire a. prelid nan etid la.
2. Mezi Astwonomi
An 1676, astwonòm Danwa Rømer te pwopoze premye yon metòd ki pi efikas pou mezire vitès limyè a. Nenpòt pwosesis peryodik ka itilize kòm yon "revèy", epi li te reyisi nan jwenn revèy la nan Jipitè, ki se trè lwen Latè a: yon satelit eklips pa Jipitè chak sèten peryòd. Li te obsève ke tan ki genyen ant de eklips satelit youn apre lòt, lè Latè a tounen soti nan mouvman Jipitè, pase mouvman Latè a nan direksyon Jipitè pi long pase diferans nan tan nan apeprè 15 s. Romer atravè obsèvasyon eklips satelit Jipitè a ak dyamèt òbit Latè nan vitès limyè a: 214300km pou chak segonn. valè sa a soti nan vitès la nan limyè nan presizyon nan valè a nan diferans lan se gwo anpil, men sa a se pa metòd la mezi se pa bon, bagay la prensipal se ke a Lè sa a, Konnen reyon an nan òbit Latè a se sèlman yon apwoksimasyon, pandan y ap mezi a nan peryòd eklips satelit se pa egzat ase. Apre sa, syantis yo te itilize metòd fotografi pou mezire tan an nan eklips satelit Jipitè a, ak presizyon nan mezi reyon òbit Latè amelyore, lè l sèvi avèk metòd Romer la jwenn vitès la nan pwopagasyon limyè se 299840 pa segonn 60km, trè pre. valè egzat nan mezi laboratwa modèn yo.
Nan 1728, astwonòm angle Bradley mezire vitès limyè a lè l sèvi avèk metòd limyè vwayaje diferans zetwal yo. Pandan l t ap obsève zetwal sou Latè, Bradley te remake pozisyon aparan zetwal yo te toujou ap chanje, e nan yon ane, tout zetwal yo te parèt sou yon elips ki gen menm longè aks demi-longè alantou zenit la pou yon semèn. Li te atribiye fenomèn sa a nan lefèt ke li te pran kèk tan pou limyè ki soti nan zetwal yo vwayaje nan tè a, e ke pandan tan sa a tè a te chanje pozisyon pa wotasyon, ki soti nan ki li mezire vitès limyè a yo dwe 299,930 kilomèt pou chak. dezyèm.
3. Mezi Kovèti pou
Nan 1849, syantis franse Fissot te premye itilize yon aparèy eksperimantal ki fèt pou detèmine vitès pwopagasyon limyè a, e prensip mezi li te sanble ak sa Galileo. Li mete yon sous limyè pwen nan pwen fokal nan lantiy la, ant lantiy la ak sous la limyè yo mete yon Kovèti pou, nan lantiy la sou lòt bò a nan bò a lwen lòt lantiy la ak yon glas avyon mete nan vire, la glas avyon sitiye nan konsantre nan dezyèm lantiy la. Pwen limyè sous ki te pibliye pa limyè a nan angrenaj yo ak lantiy nan limyè paralèl, limyè paralèl nan dezyèm lantiy la ak Lè sa a, nan glas la avyon te rasanble nan yon pwen, nan glas la avyon apre refleksyon nan fason orijinal la tounen. Depi Kovèti pou la gen yon espas ak dan, lè limyè a pase nan espas sa a lè obsèvatè a ka wè limyè a retounen, lè limyè a rive rankontre dan yo pral bouche. Tan an depi nan konmansman an nan premye disparisyon nan limyè a retounen se tan an pran pa limyè a fè yon vwayaj wonn, ak dapre vitès la nan angrenaj yo, tan sa a se pa difisil yo chèche konnen. Nan fason sa a, Fischer te mezire vitès limyè a se 315,000 kilomèt pa segonn, epi paske angrenaj yo te nan yon sèten lajè, li te difisil pou mezire avèk presizyon vitès la nan pwopagasyon limyè lè l sèvi avèk metòd sa a.
Nan 1850, fizisyen franse Foucault amelyore metòd Fisso a lè l sèvi avèk sèlman yon lantiy, yon glas avyon wotasyon ak yon glas konkav. Limyè paralèl konvèje sou sant glas konkav la atravè glas avyon an wotasyon, epi yo ka itilize menm vitès wotasyon glas avyon an pou jwenn tan vwayaj wonn nan gwo bout bwa limyè a, ak vitès limyè mezire nan fason sa a se 298. ,000km pa segonn.
4. Mikwo ond metòd mezi
Vag limyè yo se yon ti pati nan spectre elektwomayetik la, syantis nan spectre elektwomayetik nan chak kalite paramèt vag elektwomayetik yo te pote soti nan mezi presizyon. 1950, Eisen te pwopoze yon metòd sonorite kavite pou mezire vitès limyè a. Prensip la nan mezi se: Mikwo ond nan kavite a, lè frekans li yo se yon valè sèten pral rezone, longèdonn nan sonorite λ ak kavite nan sonorite nan sikonferans nan sikonferans nan relasyon ki genyen ant R kòm:
R=2.404825λ
Lè sa a, dapre pwodwi a nan longèdonn ak frekans pral jwenn vitès la nan limyè. Lè yo mezire avèk presizyon dyamèt kavite a sonorite ka detèmine longèdonn egzak sonans la, pandan y ap ka mezire dyamèt kavite a avèk presizyon pa metòd entèferometrik, frekans elektwomayetik la ka detèmine avèk presizyon pa etap-pa-etap metòd frekans diferans. Eisen ak metòd li pwopoze pou jwenn vitès limyè a pou 299792.5 s 1km pa segonn, presizyon mezi 10-7.
5. Lazè Mezi
An 1972, Enstiti Nasyonal pou Estanda ak Teknoloji (NIST) nan Boulder, Kolorado, Ozetazini, te itilize entèferometri lazè pou detèmine vitès limyè a, bay c=299792456.2±1.1m/s, epi jwenn yon presizyon mezi. jiska 10-9, ki se 100 fwa pi egzak pase mezi anvan an. Depi eksperyans menm jan an bay valè menm jan an pou vitès limyè a, 17yèm Konferans Entènasyonal sou Pwa ak Mezi an 1983 rekòmande 299792458m/s kòm valè pou vitès limyè a.
Kwonoloji Imaj nan Mezi Vitès Limyè
Vitès limyè a te sou yon vwayaj ki gen plis pase 300 ane nan mezi e finalman te finalize. Nan pwosesis la nan rechèch, syantis parfe konbine teyori ak pratik, kalkil ak mezi, epi finalman jwenn yon valè egzat nan vitès la nan limyè.
Detèminasyon an nan vitès limyè a pa sèlman afekte definisyon inite "mèt la", men tou, ede plis rechèch. Inite estanda tankou vitès limyè a ak "mèt la" ka sanble trivial, men yo te temwen pwogrè sivilizasyon imen an. Syans pa gen limit, e vwayaj limanite pou eksplore mond lan fèk kòmanse.
