Jan Máca FJFI ČVUT v Praze Fyzikální seminář LS 2009 Rychlost světla Jan Máca FJFI ČVUT v Praze Fyzikální seminář LS 2009
Obsah Historie měření Foucaultova metoda měření rychlosti světla Moje měření Závěr
Historie měření Galileo Rőmer Fizeau Foucault
Galileova metoda Metoda dvou kopců Nedala věrohodný výsledek 20. století – měření pomocí této metody, jedna z misí Apollo umístila laserový odražeč na Měsíc
Rőmerova metoda Měření doby zákrytu měsíce Io Jupiterem (perioda oběhu je 1,76 dne) Časový posuv, když se Země pohybuje směrem k a od Jupitera c = 2,25 ∙ 108 m/s
Fizeauova metoda Rotující ozubené kolo Vzdálenost mezi zrcadlem a ozubeným kolem 20 km c = 3,13 ∙ 108 m/s
Foucaultova metoda Metoda rotujícího zrcadla Michelson: c = 2,99774 ∙ 108 m/s
Důležité veličiny ω – úhlová rychlost A – vzdálenost mezi čočkami bez ohniskové vzdálenosti první čočky B – vzdálenost druhé čočky od rotujícího zrcadla D – vzdálenost pevného a rotujícího zrcadla Δs – posun paprsku v mikroskopu
Odvození Posun paprsku na zrcadle při pootočení o úhel Δθ: ΔS = 2DΔθ Posun paprsku v mikroskopu při daném pootočení: Δs = (A/D+B)ΔS Kombinací předešlého: Δs = (A/D+B)2DΔθ Úhel pootočení závisí na rychlosti rotace zrcadla a rychlosti světla: Δθ = Dω/c
Odvození Z předcházejícího tedy vyplývá: Δs = 4AD2ω/c(D+B) Pro rychlost světla tedy platí: c = 4AD2ω/Δs(D+B)
Výsledky měření Provedeno 6 měření Vzdálenosti: A = 0,331 m B = 0,465 m D = 2,77 m Nejlepší výsledek: c = 297 721 615 m/s Výsled
Závěr Měření rychlosti světla je možné jen na velké vzdálenosti Pro můj pokus byla vzdálenost necelé tři metry nedostatečná
Literatura Manuál k pokusu Speed of light apparatus www.aldebaran.cz/bulletin/2004_s1.hltm, Václav Kaizr: Měření rychlosti šíření světla