Лауреаты конкурса «Свободный полёт - 2013»

    О фонде  Конкурс Свободный полёт  Конкурс творческих идей  Собрание конкурсных работ  Физика  Математика  Это интересно 

Опыт Физо по измерению скорости света в наземных условиях

Первое наземное измерение скорости света поистине было научным достижением: с учетом прямоты этого измерения (а не через интерференцию, например) и относительной простоты устройства экспериментальной установки, было сделано невозможное.

В опыте, проведенном Арманом Ипполитом Луи Физо (1819–1896) в 1849 году, использовалось быстро вращающееся зубчатое колесо К (см. рис. ниже). Свет от источника S,  отразившись от полупрозрачной пластины A,  пропускался через его зубцы и далее проходил до зеркала З, находившегося на большом расстоянии , и обратно. Возвратившись назад, свет снова фокусировался и пропускался через зубцы того же колеса. В конце концов, пройдя через полупрозрачную пластину, луч наблюдался через окуляр. Фактически зубчатое колесо работало и в качестве стробоскопа, и в качестве анализирующего фильтра. Действительно, оно разрезало исходящий от источника пучок света на короткие порции с периодом

где  — циклическая частота вращения колеса, а  — число зубцов.

Когда отраженный свет приходил обратно и снова пропускался между зубцами, колесо успевало повернуться на угол , так что луч вполне мог попасть на зубец. При такой синхронизации свет в окуляре не был виден. Свет появлялся тогда, когда колесо за время возвращения светового импульса  успевало повернуться на целое число зубцов, так что на пути света снова была прорезь между зубцами. Это соответствует

Отсюда частоты вращения колеса, при которых свет попадал в окуляр, равны

В эксперименте Физо использовалось колесо с  зубьями, а первый просвет () возникал при частоте вращения колеса . Отсюда мы заключаем, что скорость света

Этот результат уже был ближе к современному значению . Дальнейшее уточнение  результата Физо было получено другим французским физиком, Жаном Леоном Фуко. Этому эксперименту посвящен следующий раздел.

<<К предыдущему эксперименту  |  Оптика  |  К следующему эксперименту>>