Как измеряли скорость света?
Действительно, как? Как измерить самую высокую скорость во Вселенной в наших скромных, Земных условиях? Нам уже не нужно ломать над этим голову – ведь за несколько веков столько людей трудилось над этим вопросом, разрабатывая методы измерения скорости света. Начнем рассказ по порядку.
Скорость света – скорость распространения электромагнитных волн в вакууме. Она обозначается латинской буквой c. Скорость света равняется приблизительно 300 000 000 м/с.
Сначала над вопросом измерения скорости света вообще никто не задумывался. Есть свет – вот и отлично. Затем, в эпоху античности, среди ученых философов господствовало мнение о том, что скорость света бесконечна, то есть мгновенна. Потом было Средневековье с инквизицией, когда главным вопросом мыслящих и прогрессивных людей был вопрос «Как бы не попасть в костер?» И только в эпохи Возрождения и Просвещения мнения ученых расплодились и, конечно же, разделились.
8 минут — время, за которое свет проходит расстояние от Солнца до Земли
Так, Декарт, Кеплер и Ферма были того же мнения, что и ученые античности. А вот Галилео Галилей считал, что скорость света конечна, хоть и очень велика. Собственно, он и произвел первое измерение скорости света. Точнее, предпринял первую попытку по ее измерению.
Опыт Галилея
Опыт Галилео Галилея был гениален в своей простоте. Ученый проводил эксперимент по измерению скорости света, вооружившись простыми подручными средствами. На большом и известном расстоянии друг от друга, на разных холмах, Галилей и его помощник стояли с зажженными фонарями. Один из них открывал заслонку на фонаре, а второй должен был проделать то же самое, когда увидит свет первого фонаря. Зная расстояние и время (задержку перед тем, как помощник откроет фонарь) Галилей рассчитывал вычислить скорость света. К сожалению, для того, чтобы этот эксперимент увенчался успехом, Галилею и его помощнику нужно было выбрать холмы, которые находятся на расстоянии в несколько миллионов километров друг от друга. Хотелось бы напомнить, что вы можете заказать эссе, оформив заявку на сайте.
Галилео Галилей
Опыты Рёмера и Брэдли
Первым удачным и на удивление точным опытом по определению скорости света был опыт датского астронома Олафа Рёмера. Рёмер применил астрономический метод измерения скорости света. В 1676 он наблюдал в телескоп за спутником Юпитера Ио, и обнаружил, что время наступления затмения спутника меняется по мере отдаления Земли от Юпитера. Максимальное время запаздывания составило 22 минуты. Посчитав, что Земля удаляется от Юпитера на расстояние диаметра земной орбиты, Рёмер разделил примерное значение диаметра на время запаздывания, и получил значение 214000 километров в секунду. Конечно, такой подсчет был очень груб, расстояния между планетами были известны лишь примерно, но результат оказался относительно недалек от истины.
К измерению скорости света Рёмером
Опыт Брэдли. В 1728 году Джеймс Брэдли оценил скорость света наблюдая абберацию звезд. Абберация – это изменение видимого положения звезды, вызванное движением земли по орбите. Зная скорость движения Земли и измерив угол абберации, Брэдли получил значение в 301000 километров в секунду.
Опыт Физо
К результату опыта Рёмера и Брэдли тогдашний ученый мир отнесся с недоверием. Тем не менее, результат Брэдли был самым точным на протяжении сотни с лишним лет, аж до 1849 года. В тот год французский ученый Арман Физо измерил скорость света методом вращающегося затвора, без наблюдений за небесными телами, а здесь, на Земле. По сути, это был первый после Галилея лабораторный метод измерения скорости света. Приведем ниже схему его лабораторной установки.
Установка Физо
Свет, отражаясь от зеркала, проходил через зубья колеса и отражался от еще одного зеркала, удаленного на 8,6 километров. Скорость колеса увеличивали до того момента, пока свет не становился виден в следующем зазоре. Расчеты Физо дали результат в 313000 километров в секунду. Спустя год подобный эксперимент с вращающимся зеркалом быо проведен Леоном Фуко, получившим результат 298000 километров в секунду.
С появлением мазеров и лазеров у людей появились новые возможности и способы для измерение скорости света, а развитие теории позволило также рассчитывать скорость света косвенно, без проведения прямых измерений.
Арман Ипполит Луи Физо
Самое точное значение скорости света
Человечество накопило огромный опыт по измерению скорости света. На сегодняшний день самым точным значением скорости света принято считать значение 299 792 458 метров в секунду, полученное в 1983 году. Интересно, что дальнейшее, более точное измерение скорости света, оказалось невозможным из-за погрешностей в измерении метра. Сейчас значение метра привязано к скорости света и равняется расстоянию, которое свет проходит за 1 / 299 792 458 секунды.
Напоследок, как всегда, предлагаем посмотреть познавательное видео. Друзья, даже если перед Вами стоит такая задача, как самостоятельное измерение скорости света подручными средствами, Вы можете смело обратиться за помощью к нашим авторам. Заказать контрольную работу онлайн вы можете оформив заявку на сайте Заочника. Желаем Вам приятной и легкой учебы!
Источник
Тестовое задание по теме: «Геометрическая оптика»
Тестовые задания для проверки знаний по теме «Геометрическая оптика»
Просмотр содержимого документа
«Тестовое задание по теме: «Геометрическая оптика»»
Тест Геометрическая оптика
1. Каким должен быть угол падения, чтобы отражённый луч составлял с падающим лучом угол 50 0 ?
2. Луч света падает на границу раздела двух сред под углом 45 0 и преломляется под углом 30 0 . Каков относительный показатель преломления второй среды относительно первой?
1) 
3) 
2) 
4) 2
3. Оптическая сила линзы равна 5 дптр. Это означает, что…..
1) линза собирающая с фокусным расстоянием 2 м
2) линза собирающая с фокусным расстоянием 20 см
3) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 2 м
4) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 20 см
5. На рисунке показан ход лучей, преломленных собирающей линзой. В какой точке находится фокус этой линзы?
1) А
А Б 4) В
В
6. Собирающая линза, используемая в качестве лупы, дает изображение
1) действительное увеличенное
2) мнимое уменьшенное
3) мнимое увеличенное
4) действительное уменьшенное
7. Основоположников волновой теории света является…
1) Ньютон 2) Гюйгенс 3) Максвелл 4) Ремер 5) Физо
8. Через оптический центр линзы можно провести….
А) одну ГОО и одну ПОО Б) много ГОО и одну ПОО
В) Одну ГОО и много ПОО Г) Ни одной ГОО и ПОО
9. Установите соответствие положений предмета на главной оптической оси линзы, указанных в левом столбце таблицы с изображениями в правом столбце.
А. линза собирающая, предмет между линзой и фокусом
1) действительное, увеличенное
Б. линза рассеивающая, предмет между линзой и фокусом
2) действительное, уменьшенное
В. Линза собирающая, предмет между фокусом и двойным фокусом
3) мнимое, увеличенное
4) мнимое, уменьшенное
10.Фокусное расстояние тонкой линзы-объектива проекционного аппарата равно 15 см. Диапозитив находится на расстоянии 15,6 см от объектива. На каком расстоянии от объектива получится четкое изображение диапозитива? Ответ выразите в сантиметрах.
11. Рассеивающая линза является…
А) выпуклой Б) тонкой В) Вогнутой Г) Плоской
Тест Геометрическая оптика
1. Луч света падает на плоское зеркало. Угол отражения равен 12 0 . Чему равен угол между падающим лучом и зеркалом?
2. Синус предельного угла полного внутреннего отражения на границе стекло-воздух равен 8/13. абсолютный показатель преломления стекла приблизительно равен
3. Оптическая сила линзы равна -5 дптр. Это означает, что…..
1) линза собирающая с фокусным расстоянием 2 м
2) линза собирающая с фокусным расстоянием 20 см
3) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 2 м
4) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 20 см
4. Параллельный пучок, падающий на линзу, всегда пересекается в одной точке, находящейся
1) в оптическом центре
3) на фокальной плоскости
4) в удвоенном фокусе
5. Если предмет находится на расстоянии большем, чем 2F от собирающей линзы, то она дает…
А) действительное прямое изображение;
Б) действительное, перевернутое изображение;
В) Мнимое прямое изображение;
Г) Мнимое перевернутое изображение.
6. Кто определил скорость света первым?
А) Ньютон Б) Гюйгенс В) Максвелл Г) Ремер Д) Физо
7. Прямая, проходящая через оптический центр линзы, называется…
А) главной оптической осью
Б) побочной оптической осью
В) световым лучом
8. Угол между падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным в точке падения, называется…
Б) угол преломления
В) угол отражения
9. Установите соответствия положения предмета на главной оптической оси линзы, указанных в левом столбце таблицы с получаемыми изображениями в правом столбце.
А. линза рассеивающая, предмет между линзой и фокусом
1) действительное, увеличенное
Б. линза собирающая, предмет за двойным фокусом
2) действительное, уменьшенное
В. линза рассеивающая, предмет между фокусом и двойным фокусом
3) мнимое, увеличенное
4) мнимое, уменьшенное
10. Фокусное расстояние собирающей линзы 40 см. На каком расстоянии от линзы находится предмет, если линза дает его мнимое изображение на расстоянии 40 см от линзы? Ответ выразите в сантиметрах.
11. Постройте изображение предмета.
Тест Геометрическая оптика
1. Угол между падающим и отраженным лучами света при уменьшении угла падения на 10 0
1) уменьшится на 5 0
2) уменьшится на 10 0
3) уменьшится на 20 0
4) увеличится на 20 0
2. Самым первым определил скорость света лабораторным способом…
1) Ньютон 2) Гюйгенс 3) Максвелл 4) Ремер 5) Физо
3. При переходе из менее оптически плотной среды в оптически более плотную…
1) угол падения больше чем угол преломления;
2) угол падения меньше чем угол преломления;
3) угол падения равен углу преломления.
4. Оптическая сила линзы равна 10 дптр. Это означает, что…
1) линза собирающая с фокусным расстоянием 10 м
2) линза собирающая с фокусным расстоянием 10 см
3) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 10 м
4) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 10 см.
5. Собирающая линза может давать
1) только увеличенные изображения предметов
2) только уменьшенные изображения предметов
3) увеличенные, уменьшенные и равные изображения предметов
4) только уменьшенные или равные изображения предметов
6. Где находится изображение светящейся точки S, создаваемое тонкой собирающей линзой?
S A 1) в точке А
2) в точке Б
2 F F F 2F 3) в точке В
Б В 4) на бесконечно большом расстоянии от линзы
7. Точка линзы, через которую лучи проходят не преломляясь, называется…
1) главной оптической осью 2) побочной оптической осью
3) световым лучом 4) оптический центр линзы
8. Что такое фокус собирающей линзы?
1) точка, в которой пересекаются преломленные линзой лучи
2) место, в которое линза собирает все лучи
3) точка, на оптической оси линзы, в которой пересекаются преломленные ею лучи света, падающие на линзу параллельно оптической оси.
9. Установите соответствия положений предмета на главной оптической оси линзы, указанных в левом столбце таблицы с получаемыми изображениями в правом столбце.
А. линза собирающая, предмет за двойным фокусом
1) действительное, прямое
Б. линза рассеивающая, предмет за двойным фокусом
2) действительное, перевернутое
В. линза собирающая, предмет между фокусом и двойным фокусом
3) мнимое, прямое
4) мнимое, перевернутое
10. Фокусное расстояние собирающей линзы равно 15 см. На каком расстоянии от линзы находится предмет, действительное изображение которого получено на расстоянии 20 см от линзы? Ответ выразить в сантиметрах.
11. Физическая величина, равная обратному фокусу линзы, измеряется…
1) 1 дптр 2) 1м 3) 1кг 4) 1лмн
Тест Геометрическая оптика
1. Плоское зеркало дает изображение предмета
1) увеличенное в 2 раза, действительное
2) уменьшенное в 2 раза, мнимое
3) в натуральную величину, мнимое
2. Для нахождения предельного угла полного внутреннего отражения при падении луча на границу сред стекло-вода нужно использовать формулу
3. Оптическая сила линзы равна -10 дптр. Это означает, что…
1) линза собирающая с фокусным расстоянием 10 м
2) линза собирающая с фокусным расстоянием 10 см
3) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 10 м
4) линза рассеивающая с фокусным расстоянием 10 см.
4. Оптическая сила линз у очков равна 1,25дптр. Определите их фокусное расстояние.
1) 0,5м 2) 0,8м 3) 2м 4) 0,4м
5. Точка линзы, через которую лучи проходят не преломляясь, называется…
1) главной оптической осью 3) побочной оптической осью
2) световым лучом 4) оптический центр линзы
6. При переходе из менее оптически плотной среды в оптически более плотную…
1) угол падения больше чем угол преломления;
2) угол падения меньше чем угол преломления;
3) Угол падения равен углу преломления.
7. Определите построением положение фокусов линзы, если заданы главная оптическая ось MN и ход произвольного луча.
8. Луч света падает перпендикулярно поверхности тела. Чему равен угол его отражения?
9. Установите соответствия положений предмета на главной оптической оси линзы, указанных в левом столбце таблицы с получаемыми изображениями в правом столбце.
А. линза рассевающая, предмет между фокусом и двойным фокусом
1) действительное, прямое
Б. линза собирающая, предмет между линзой и фокусом
2) действительное, перевернутое
В. линза рассеивающая, предмет за двойным фокусом
3) мнимое, прямое
4) мнимое, перевернутое
10. Фокусное расстояние рассеивающей линзы 40 см. На каком расстоянии от линзы находится изображение предмета, если сам предмет расположен на расстоянии 40 см от линзы? Ответ выразите в сантиметрах.
11. Определить угол отражения света, если угол между падающим лучом и отражающей поверхностью равен 30 0 .
Источник
