光の速度がいつどのように測定されたか知っていますか?

光の速度がいつどのように測定されたか知っていますか?

真空中の光の速度は普遍的な定数であり、物理学の多くの分野で重要です。その値は正確に 299,792,458 メートル/秒 (または、300,000 km/s とも呼ばれます) で、真空中で光がたどる経路の長さが 1/299,792,458 秒の間隔で続くことを定義します。

光の速度がいつどのように測定されたか知っていますか?

これは最終的な値であり、レーザーで測定されました。しかし、光の速度が有限であると常に信じられていたわけではありません。数世紀前には、その逆が考えられていましたが、今日では、これは非常に (非常に) 高速ですが、定義された価値があることがわかっています。

光の速さについて疑問を呈した最初の報告は、紀元前 5 世紀の哲学者エンペドクレスによってもたらされました。彼は光の速さは無限であると信じていました。数十年後、アリストテレスは他の哲学者の声明に同意せず、科学者の好奇心が当時の最先端のリソースと結びつく瞬間まで、2000年以上にわたって議論を主導しました。

最初の値

それは、オランダ人のアイザック・ビークマンが 1629 年に、光に本当に規定の速度があるかどうかをテストするための最初の具体的な実験を行ったときのことでした。このプロセスを実行するために、ビークマン氏は火薬の爆発による実験を使用しました。

オランダの科学者の実験は、爆発からさまざまな距離に鏡を設置し、数人が観察するというものでした。このプロセスを実行する際、彼は観察者に、視界にある各鏡から反射されるフラッシュの違いが見えるかどうか尋ねました。

残念ながら、この実験はより正確に測定することが難しく、決定的ではないと宣言されました。でも、やってみる価値はあったよ、ビークマン!少なくとも彼の名前は、1990 年代の子供向け科学プログラムのインスピレーションとして役立った可能性があります (ただし、綴りは Beackman)。

光の速度がいつどのように測定されたか知っていますか?

ガリレオのランタン

ビークマンと同様に、ガリレオも光の速度は無限ではないと信じていました。したがって、1638 年に、彼はこの速度を史上初めて測定する実験を開始しました。彼の方法はとてもシンプルでした。彼と助手は約1マイル離れたところにいた。

彼らは覆いをしたり覆いを外したりできるランタンを持っており、ガリレオは2つの明るさの間に顕著な遅れがあるかどうかを観察することになっていた。この実験も決定的ではありませんでしたが、ガリレオは「速度が瞬間的ではないとしても、非常に速い」と確信していました。

実験の一環として、ガリレオはおそらく、容器から空になる液体の量が経過時間を表す水時計を使用したと考えられます。このようにして、彼は光が音よりも少なくとも 10 倍速く伝わると単純に推測しました。

光の速度がいつどのように測定されたか知っていますか?

天上の計算

1675 年、デンマークの天文学者オーレ レーマーは、木星の衛星の 1 つを観察しているときに、日食の時間がその惑星と地球の相対的な位置に依存しているように見えることに気づきました。もし地球が木星の近くにあれば、その月の軌道は加速して見えるでしょう。

地球が木星から遠く離れている場合、地球の速度が遅くなるように見えます。月の公転速度は距離の影響を受けないはずだと推論し、この見かけの変化は、地球が木星から遠ざかったときに光が伝わる余分な時間に起因すると推論した。

彼のメモによると、この観察の後、レーマーは、地球が太陽の周りを周回して木星から遠ざかるため、月が見えるまでにかかる時間が予想よりも長かったことにも気づいたという。そして彼は、これは月からの反射光が瞬時に伝わらないためであると理論づけました。

彼は、光が太陽の周りの地球の軌道の距離を移動するのに約 22 分かかり、光は秒速 200,000 km で移動したに違いないという結論に達しました。天文学者は 1676 年 8 月 22 日に研究結果を正式に発表しました。

光の速度がいつどのように測定されたか知っていますか?

新しい価値観

数十年、数世紀が経つにつれ、他の科学者がレーマーの定義に基づいて定義を作成しました。たとえば、1728 年のジェームス ブラッドリーは、星の屈折を使用してこの値を計算し、真空中の光の速度は約 301,000 km/s であると推定しました。

数字を述べたもう一人の科学者はフランス人のイポリット・ルイ・フィゾーで、彼は光、鏡、歯車を使った実験でその値を秒速 313,300 キロメートルと推定しました。レオン・フーコーは 1862 年に、今日の公式値にほぼ達しており、秒速 299,796 km と推定しました。

その後、他の科学者によってさらに研究が行われ、おおよその数値が得られました。 1983 年に、国際単位系におけるメートル測定の再定義により、現在の値は度量衡総会によって 299,792,458 メートル/秒と明確に規定されました。

初版は2014年2月13日に公開されました。

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