ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 24
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
М 2, расположенное так, чтобы этот луч всегда падал перпендикулярно к его поверхности и отражался по тому же пути на зеркало M1. Если зеркало M1 неподвижно, то отраженный от него луч возвратится по своему первоначальному пути к пластинке Р, частично отражаясь от которой он даст изображение источника Sв точке S1.
При вращении зеркала M1 за время, пока свет проходит путь 2l между обоими зеркалами и возвращается обратно (
), вращающееся с угловой скоростью 
зеркало M1 повернется на угол
и займет положение, показанное на рис. .5 пунктиром. Отраженный от зеркала луч по отношению к первоначальному будет повернут на угол
и даст изображение источника в точке S2. Измерив расстояние S1S2 и зная геометрию установки, можно определить угол 
и вычислить скорость света:
.
Таким образом, суть метода Фуко заключается в точном измерении времени прохождения светом расстояния 2l. Это время оценивается по углу поворота зеркала M1, скорость вращения которого известна. Угол поворота определяется на основе измерений смещения S1S2. В опытах Фуко скорость вращения составляла 800 об/с, база l изменялась от 4 до 20 км. Было найдено значение с = 298000
500 км/с.
Фуко на своей установке впервые измерил скорость света в воде. Поместив между зеркалами трубу, наполненную водой, Фуко обнаружил, что угол сдвига возрос в ¾ раза, а следовательно, рассчитанная по записанной выше формуле скорость распространения света в воде оказалась равной (3/4)с. Вычисленный по формулам волновой теории показатель преломления света в воде получился равным 
, что полностью соответствует закону Снеллиуса. Таким образом, на основе результатов этого эксперимента была подтверждена справедливость волновой теории света, и был закончен полутора вековой спор в ее пользу.
1.5 Метод Майкельсона
В 1926 году установка Майкельсона была выполнена между двумя горными вершинами, так что расстояние, проходимое лучом от источника до его изображения после отражений от первой грани восьмигранной зеркальной призмы, зеркал
М 2 – М 7 и пятой грани, составляло около 35,4 км. Скорость вращения призмы (приблизительно 528 об/с) выбиралась такой, чтобы за время распространения света от первой грани до пятой призма успевала повернуться на 1/8 оборота. Возможное смещение зайчика при неточно подобранной скорости играло роль поправки. Скорость света, определенная в этом опыте, оказалась равной 299796 4 км/с.
Из других методов отметим выполненное в 1972 году измерение скорости света путем независимого определения длины волны и частоты света. Источником света служил гелий-неоновый лазер, генерирующий излучение 3,39 мкм. При этом длина волны измерялась с помощью интерферометрического сравнения с эталоном длины оранжевого излучения криптона, а частота – с помощью радиотехнических методов. Скорость света
,
определенная этим методом, составила 299792,4562 0,001 км/с. Авторы метода считают, что достигнутая точность 
может быть повышена за счет улучшения воспроизводимости измерений эталонов длины и времени.
В заключение отметим, что при определении скорости света измеряется групповая скорость и, которая лишь для вакуума совпадает с фазовой.
При вращении зеркала M1 за время, пока свет проходит путь 2l между обоими зеркалами и возвращается обратно (
), вращающееся с угловой скоростью зеркало M1 повернется на угол и займет положение, показанное на рис. .5 пунктиром. Отраженный от зеркала луч по отношению к первоначальному будет повернут на угол
и даст изображение источника в точке S2. Измерив расстояние S1S2 и зная геометрию установки, можно определить угол и вычислить скорость света: .Таким образом, суть метода Фуко заключается в точном измерении времени прохождения светом расстояния 2l. Это время оценивается по углу поворота зеркала M1, скорость вращения которого известна. Угол поворота определяется на основе измерений смещения S1S2. В опытах Фуко скорость вращения составляла 800 об/с, база l изменялась от 4 до 20 км. Было найдено значение с = 298000
500 км/с.Фуко на своей установке впервые измерил скорость света в воде. Поместив между зеркалами трубу, наполненную водой, Фуко обнаружил, что угол сдвига
возрос в ¾ раза, а следовательно, рассчитанная по записанной выше формуле скорость распространения света в воде оказалась равной (3/4)с. Вычисленный по формулам волновой теории показатель преломления света в воде получился равным , что полностью соответствует закону Снеллиуса. Таким образом, на основе результатов этого эксперимента была подтверждена справедливость волновой теории света, и был закончен полутора вековой спор в ее пользу.1.5 Метод Майкельсона
В 1926 году установка Майкельсона была выполнена между двумя горными вершинами, так что расстояние, проходимое лучом от источника до его изображения после отражений от первой грани восьмигранной зеркальной призмы, зеркал
М 2 – М 7 и пятой грани, составляло около 35,4 км. Скорость вращения призмы (приблизительно 528 об/с) выбиралась такой, чтобы за время распространения света от первой грани до пятой призма успевала повернуться на 1/8 оборота. Возможное смещение зайчика при неточно подобранной скорости играло роль поправки. Скорость света, определенная в этом опыте, оказалась равной 299796
4 км/с. Из других методов отметим выполненное в 1972 году измерение скорости света путем независимого определения длины волны и частоты света. Источником света служил гелий-неоновый лазер, генерирующий излучение 3,39 мкм. При этом длина волны измерялась с помощью интерферометрического сравнения с эталоном длины оранжевого излучения криптона, а частота – с помощью радиотехнических методов. Скорость света
,определенная этим методом, составила 299792,4562
0,001 км/с. Авторы метода считают, что достигнутая точность может быть повышена за счет улучшения воспроизводимости измерений эталонов длины и времени.В заключение отметим, что при определении скорости света измеряется групповая скорость и, которая лишь для вакуума совпадает с фазовой.