Лабораторные измерения

В 1849 г. Арман Физо (1819 – 1896 гг.) впервые измерил скорость света, не прибегая к наблюдениям за небесными телами.

Луч света падал на полупрозрачное зеркало S, отразившись от которого попадал на край быстро вращающегося зубчатого диска. Проходя между зубцами, свет отражался от зеркала M и возвращался к диску (рис.16.3).

Рис. 16.3 Принципиальная схема опыта Физо

Если на пути пучка оказывалась прорезь, то отраженный световой импульс через полупрозрачное зеркало попадал к наблюдателю. За время прохождения светом участка l в прямом и обратном направлении
, диск вращаясь с угловой скоростью ω, успевал повернуться на угол

.

Если N – число зубцов, то угол между их серединами равен
. Свет попадал к наблюдателю в тех случаях, когда за время t диск поворачивался на угол, кратный α, т.е. выполнялось условие

или .

В опыте Физо база экспериментальной установки составляла l =8,6 км. Измеренная таким способом скорость света оказалась равной c = 313000 км/с.

В дальнейшем этот опыт совершенствовался, прежде всего, в части использования различных прерывателей светового пучка, и позволил получить очень хорошие результаты. Так Фуко в 1862 г., используя вращающееся зеркало, при базе всего 20 м получил c = (298000 ± 500) км/с.

Майкельсон в 1927 г., проводя измерения на усовершенствованной установке с вращающимся зеркалом, в которой свет проходил расстояние 22 мили (35, 4 км), получил результат, намного превосходивший по точности все остальные: c = (299796 ± 4) км/с, который вошел в международные таблицы физических величин.