☰ Содержание · Физика

Скорость света, законы отражения и преломления

Уроки 48–49 · 2 урока · П. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Бахромов, К. Суяров, Ж. Усаров, М. Юлдашева. Физика, 9 класс, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий дом издательства-типографии имени Гафура Гуляма, Ташкент, 2019
48

Определение скорости света

Учебник: с. 130–133
ЦельЗнать методы измерения скорости света (Рёмер, Физо, Фуко, Майкельсон) и значение c = 299 792 458 м/с.
Новые слова
скорость света c · yorug‘lik tezligi cастрономический метод · astronomik usulметод зубчатого колеса · tishli g‘ildirak usuliвакуум · vakuum
Объяснение

Свет кажется распространяющимся мгновенно, но его скорость конечна. Впервые её оценил в 1676 году датчанин Оле Рёмер, наблюдавший, как изменяется время между затмениями спутника Юпитера Ио при движении Земли по орбите: когда Земля удаляется от Юпитера, затмение запаздывает, потому что свет проходит более длинный путь; c = D/t. Результат, полученный по его наблюдениям (около 2,2·10⁸ м/с), был меньше современного значения, но он доказал, что скорость света конечна. В 1849 году француз Физо измерил её на Земле: свет проходит между зубцами зубчатого колеса, отражается от далёкого зеркала и при определённой частоте вращения колеса проходит через следующий промежуток; c = 4lNν (l — расстояние от колеса до зеркала, N — число зубцов, ν — частота вращения). Позже Фуко применил вращающиеся зеркала (1862), а Майкельсон — усовершенствованный метод (в 1920-х годах). Современное значение в вакууме c = 299 792 458 м/с, и с 1983 года метр определяется через эту скорость; в задачах мы берём c = 3·10⁸ м/с. Никакое тело не может двигаться быстрее скорости света в вакууме.

Примеры
Расстояние от Земли до Солнца равно 150 000 000 км: время прохождения света t = s/c = 150 000 000/300 000 = 500 с ≈ 8,3 мин.
В методе Физо при l = 10 000 м, N = 500, ν = 15 с⁻¹: c = 4lNν = 4·10 000·500·15 = 3·10⁸ м/с.
Работа в классе

Подумайте: Луна находится в 384 000 км от Земли. Сколько времени радиосигнал (со скоростью света) идёт до Луны? Если человек на Земле задаёт вопрос, а астронавт на Луне отвечает, какова пауза в разговоре? Вычислите её и представьте эту паузу.

Упражнения
1
В чём значение результата Рёмера?
2
Расстояние от Солнца до Сатурна около 1,43·10⁹ км. Сколько примерно времени идёт солнечный свет до Сатурна? (c = 3·10⁵ км/с)
3
В методе Физо при l = 8000 м, N = 600, ν = 12,5 с⁻¹ найдите c.
4
Почему сигнал, идущий до Луны, вызывает паузу в связи?