https://frosthead.com

Има лесен (и вкусен) начин за измерване на скоростта на светлината у дома

Първото успешно измерване на скоростта на светлината се извършва през 1676 г. Датският астроном Оле Рьомер се опитва да измери орбитата на Йо, третата най-голяма луна на Юпитер, като наблюдава колко време отнема да премине около планетата. Гледайки Йо през дълги години, Рьомер направи изненадващо откритие, казва Американският музей по естествена история:

Интервалът от време между последователните затъмнения ставаше все по-кратък, тъй като Земята в своята орбита се движеше към Юпитер и ставаше все по-дълъг, тъй като Земята се отдалечаваше от Юпитер. Тези разлики се натрупаха. Според своите данни, Ромер прецени, че когато Земята е най-близо до Юпитер ..., затъмненията на Йо ще се появят около единадесет минути по-рано от предвиденото въз основа на средния орбитален период за много години. И 6, 5 месеца по-късно, когато Земята беше най-отдалечена от Юпитер ..., затъмненията ще настъпят около единадесет минути по-късно от предвиденото.

Ромер знаеше, че истинският орбитален период на Йо не може да има нищо общо с относителните позиции на Земята и Юпитер. В блестящо прозрение той разбра, че разликата във времето трябва да се дължи на ограничената скорост на светлината.

Преди Рьомер учените не са били сигурни дали светлината е с ограничена скорост или дали скоростомерът й е постоянно забит в „безкрайност“.

Няколкостотин години по-късно техники за измерване на скоростта на светлината станаха поразително по-прецизни и в някои случаи по-сложни. Но във видеото по-горе, хората от научния център в Бристол показват сравнително прост начин да изчислят скоростта на светлината, която не включва години гледане през окуляр на телескоп. Всъщност техният подход не използва нищо друго освен просто кухненско оборудване - и шоколад.

Във видеото домакините Рос Екстън и Нерис Шах използват малко повече от микровълнова фурна и шоколадов бар, за да покажат как да изчислят скоростта на светлината. Във видеото не е ясно ясно как измерването на разтопените парченца върху шоколадов бар е свързано със скоростта на светлината. Но да се разбие малко повече, просто трябва да разгледате някои от мерните единици, използвани в измерванията им.

Херц е стойността на физиката за "цикли в секунда". Използваната във видеото микровълнова фурна произвежда светлинни вълни с честота 2450 000 000 херца или толкова много цикли в секунда. Преминаването от върха към пика на вълна - в този случай разстоянието между първата и третата разтопена част от шоколада - е един цикъл. Екстън и Шах измериха това разстояние като 0, 12 метра, или 0, 12 метра на цикъл. Умножаването на нещо, измерено в "метри на цикъл", на нещо в "цикли в секунда", ще даде измерване в "метри в секунда". Това е скоростта на вълната - скоростта на светлината.

Номерът, който кара подхода на екипа на At Bristol да работи, е че в съвременната епоха вече знаем няколко важни неща за светлината: че тя има ограничена скорост и че тази скорост е до голяма степен постоянна. Имаме и ползата от физиците, които вече са изпробвали връзката между дължината, честотата и скоростта на вълната.

Когато Оле Рьомер погледна към Юпитер и за първи път изведе скоростта на светлината, той излезе с 214 000 000 метра в секунда. „Това измерване, като се има предвид неговата древност, методът на измерване и несигурността от 17-ти век в това колко точно е отдалечен Юпитер от Земята, е изненадващо близо до съвременната стойност на [299 792 458] метра в секунда“, казва Дейв Корнрайх за Корнел.

Използването на микровълнова фурна и шоколадов бар Exton and Shah получи 294 000 000 метра в секунда - не е лошо за малко кухненска наука.

Има лесен (и вкусен) начин за измерване на скоростта на светлината у дома