Слайд 1

Измерение скорости света Выполнили ученицы 11 А класса Конопская Анна, Меркулова Анна Научный руководитель Колонтаевская Елена Всеволодовна, учитель физики ГБОУ Ш кола № 281 г. Москва

Слайд 2

Релятивистская механика Эйнштейна, — раздел, изучающий движение тел со скоростью, близкой к скорости света.

Слайд 3

Скорость света — одна из фундаментальных постоянных физических величин С ≈ 300 000 км /с За 1 секунду свет 7, 5 раз может обогнуть Землю!

Слайд 4

В ходе исследования были решены следующие задачи: — анализ литературы на предмет выявления способов измерения скорости света; — найти способ измерения скорости света с использованием доступного оборудования; — провести измерение скорости света и сравнить полученное значение с табличной величиной.

Слайд 5

Коллайдер , построенный в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований позволил открыть в 2011 году частицу нейтрино, которая может двигаться со сверхсветовой скоростью.


Слайд 6

Галилео Галлилей –эксперимент не увенчался успехом. Олаф Рёмер –выполнив астрономические расчеты получил значение скорости света. Арман Физо – определил скорость света в лабораторных условиях.

Слайд 7

Схема опыта Рёмера

Слайд 8

Схема опыта Физо

Слайд 9

Измерение скорости света в домашних условиях «Горячие зоны» в микроволновой печи

Слайд 10

Измерение скорости света в домашних условиях Мы использовали Микроволновую печь Ученическую линейку Желток куриного яйца

Слайд 11

Методика расчета скорости света 1. Расстояние между двумя соседними интерференционными максимумами равно половине длины электромагнитной волны d=0,5 λ 2. Длина волны равна расстоянию между «горячими зонами» умноженному на два λ = 2 d 3. Длина волны , её частота и скорость распространения связаны формулой λ = с/ ν Выразив отсюда величину скорости света, получим формулу с = λν

Слайд 12

Характеристики печи Горячие зоны на яичном желтке

Слайд 13

Расчет скорости света 1. Расстояние между двумя соседними интерференционными максимумами измерили линейкой d=61 мм = 0,061м 2. Длина волны равна λ = 2 ٠ 0,061м = 0,122м 3. Вычислили скорости света: с = 0,122 м٠2450000000 Гц =298900000 м/с 4. Сравнили с табличным значением с = 299792458м/с 5. Погрешность составила 0,3%

Слайд 14

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Вывод: До этого момента на уроках физики ученикам приходилось принимать на веру значение скорости света, то сейчас можно в ходе простого домашнего эксперимента это значение подтвердить.


Измерение скорости света

Скорость света в свободном пространстве (вакууме) – скорость распространения любых электромагнитных волн, в том числе и световых. Представляет собой предельную скорость распространения любых физических воздействий и инвариантна при переходе от одной системы отсчета к другой.

Скорость света в среде зависит от показателя преломления среды n, различного для разных частот n излучения: с’(n) = c/n(n). Эта зависимость приводит к отличию групповой скорости от фазовой скорости света в среде, если речь идет не о монохроматическом свете (для скорости света в вакууме эти величины совпадают. Экспериментально определяя с’, всегда измеряют групповую скорость света.

Впервые скорость света определил в 1676 году О. К. Рёмер по изменению промежутков времени между затмениями спутников Юпитера. В 1728 году её установил Дж. Брадлей, исходя из своих наблюдений аберрации света звезд. В 1849 году А. И. Л. Физо первым измерил скорость света по времени прохождения светом точно известного расстояния (базы), так как показатель преломления воздуха очень мало отличается от 1, то наземные измерения дают величину весьма близкую к скорости.

В опыте Физо пучок света от источника света S, отраженный полупрозрачным зеркалом 3, периодически прерывался вращающимся зубчатым диском 2, проходил базу 4-1 (около 8 км) и, отразившись от зеркала 1, возвращался к диску. Попадая на зубец, свет не достигал наблюдателя, а попавший в


Измерение скорости света

промежуток между зубцами свет можно было наблюдать через окуляр 4. По известным скоростям вращения диска определялось время прохождения светом базы. Физо получил значение c = 313300 км/с.

В 1862 году Ж. Б. Л. Фуко реализовал высказанную в 1838 году идею Д. Арго, применив вместо зубчатого диска быстровращающееся зеркало (512 оборотов в секунду). Отражаясь от зеркала пучок света направлялся на базу и по возвращении вновь попадал на то же зеркало, успевшее повернуться на некоторый малый угол. При базе всего 20 м Фуко нашёл, что скорость света равна 298000 Измерение скорости света 500 км/с. Схемы и основные идеи методов Физо и Фуко были многократно использованы в последующих работах по определению скорости света.

Измерение скорости света


Определение скорости света методом вращающегося зеркала (Метод Фуко): S– источник света; R – быстровращающееся зеркало; C – неподвижное вогнутое зеркало, центр которого совпадает с осью вращения R (поэтому свет, отраженный C, всегда попадает обратно на R); M – полупрозрачное зеркало; L– объектив; E – окуляр; RC – точно измеренное расстояние (база). Пунктиром показаны положение R, изменившееся за время прохождения светом пути RC и обратно, и обратный ход пучка лучей через объектив L, который собирает отраженный пучок в точке S’, а не в точке S, как это было бы при неподвижном зеркале R. Скорость света устанавливается, измеряя смещение SS’.

Полученное А. Майкельсоном в1926 году значение c = 299796 Измерение скорости света 4 км/с было тогда самым точным и вошло в интернациональные таблицы физических величин.

Измерение скорости света в 19 веке сыграли большую роль в физике, дополнительно подтвердив волновую теорию света. Выполненное Фуко в 1850 году сравнение скорости света одной и той же частоты в воздухе и воде показало, что скорость в воде u = c/n(n) в соответствии с предсказанием волновой теории. Была так же установлена связь оптики с теорией электромагнетизма: измеренная скорость света совпала со скоростью электромагнитных волн, вычисленной из отношения электромагнитных и электростатических единиц электрического заряда.


В современных измерениях скорости света используется модернизированный метод Физо с заменой зубчатого колеса на интерференционный или какой-либо другой модулятор света, полностью прерывающий или ослабляющий световой пучок. Приемником излучения служит фотоэлемент или фотоэлектрический умножитель. Применение лазера в качестве источника света, УЗ – модулятора со стабилизированной частотой и повышение точности измерения длины базы позволит снизить погрешности измерений и получить значение с = 299792,5 Измерение скорости света0,15 км/с. Помимо прямых измерения скорости света по времени прохождения известной базы, широко применяются косвенный методы, дающие большую точность.

Скорость света в вакууме принять считать 2999792458 Измерение скорости света1,2 м/с.

Как можно более точное измерение величины с чрезвычайно важно не только в общетеоретическом плане и для определения значений других физических величин, но и для практических целей. К ним, в частности. Относится определение расстояний во времени прохождения радио- или световых сигналов в радиолокации, оптической локации, светодальнометрии и др.

Измерение скорости света

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector