к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Скорость оптического излучения в свободном пространстве

Скорость оптического излучения в свободном пространстве (вакууме) - скорость распространения большинства электромагнитных волн (в т. ч. оптического диапазона); одна из фундаментальных физических постоянных; представляет собой характеристичекую скорость распространения волн в космическом эфире (колебательные свойства среды).

Скорость оптического излучения в среде с' зависит от показателя преломления среды n, различного для разных частот v излучения (Дисперсия оптического излучения):8042-38.jpg . Эта зависимость приводит к отличию групповой скорости от фазовой скорости оптического излучения в среде, если речь идёт не о монохроматич. свете (для скорости оптического излучения в вакууме эти две величины совпадают). Экспериментально определяя с', всегда измеряют групповую скорость оптического излучения либо т. н. с к о р о с т ь сигнала, или скорость передачи энергии, только в нек-рых спец. случаях не равную групповой.

Впервые скорость оптического излучения определил в 1676 О. К. Рёмер (О. Ch. Roemer) по изменению промежутков времени между затмениями спутников Юпитера. В 1728 её установил Дж. Брадлей (J. Bradley), исходя из своих наблюдений аберрации оптического излучения звёзд. В 1849 А. И. Л. Физо (А. Н. L. Fizeau) первым измерил скорость оптического излучения по времени прохождения светом точно известного расстояния (базы); т. к. показатель преломления воздуха очень мало отличается от 1, то наземные измерения дают величину, весьма близкую к скорость оптического излучения в вакууме. В опыте Физо пучок оптического излучения от источника S (рис. 1), отражённый полупрозрачным зеркалом N, периодически прерывался вращающимся зубчатым диском W, проходил базу MN (ок. 8 км) н, отразившись от зеркала М, возвращался к диску. Попадая на зубец, свет не достигал наблюдателя, а попавший в промежуток между зубцами свет можно было наблюдать через окуляр Е. По известным скоростям вращения диска определялось время прохождения светом базы. Физо получил значение с = 313300 км/с В 1862 Ж. Б. Л. Фуко (J. В. L. Foucault) реализовал высказанную в 1838 идею Д. Араго (D. Arago), применив вместо зубчатого диска быстровращающееся (512 об/с) зеркало. Отражаясь от зеркала, пучок оптического излучения направлялся на базу и по возвращении вновь попадал на это же зеркало, успевшее повернуться на нек-рый малый угол (рис. 2). При базе всего в 20 м Фуко нашёл, что скорость оптического излучения равна 2980008042-41.jpg 500 км/с. Схемы и осн. идеи опытов Физо и Фуко были многократно использованы в последующих работах по определению скорости оптического излучения. Полученное А. Майкельсоном (A. Michelson) (см. Майкельсона опыт)в 1926 значение8042-42.jpg км/с было тогда самым точным и вошло в интернац. таблицы физ. величин.
8042-39.jpg

Рис. 1. Определение скорости оптического излучения методом Физо.

8042-40.jpg

Рис. 2. Определение скорости оптического излучения методом вращающегося зеркала (методом Фуко): S - источник оптического излучения; R - быстровращающееся зеркало; С - неподвижное вогнутое зеркало, центр которого совпадает с осью вращения Я (поэтому свет, отражённый С, всегда попадает обратно на R); М-полупрозрачное зеркало; L - объектив; Е - окуляр; RС - точно измеренное расстояние (база). Пунктиром показаны положение R, изменившееся за время прохождения светом пути RС и обратно, и обратный ход пучка лучей через объектив L, который собирает отражённый пучок в точке S', а не вновь в точке S, как это было бы при неподвижном зеркале Л. Скорость оптического излучения устанавливают, измеряя смещение SS'.

Измерения скорости оптического излучения в XIX веке сыграли большую роль в физике, дополнительно подтвердив волновую теорию оптического излучения. Выполненное Фуко в 1850 сравнение скорости оптического излучения одной и той же частоты v в воздухе и воде показало, что скорость в воде8042-43.jpg в соответствии с предсказанием волновой теории. Была также установлена связь оптики с теорией электромагнетизма: измеренная скорости оптического излучения совпала со скоростью эл--магн. волн, вычисленной из отношения эл--магн. и эл--статич. единиц электрич. заряда [опыты В. Вебера (W. Weber) и Ф. Кольрауша (F. Kohlrausch) в 1856 и последующие более точные измерения Дж. К. Максвелла (J. С. Maxwell)]. Это совпадение явилось одним из отправных пунктов при создании Максвеллом в 1864-73 эл--магн. теории оптического излучения.

В совр. измерениях скорости оптического излучения используется модернизиров. метод Физо (модуляц. метод) с заменой зубчатого колеса на эл--оптич., дифракц., интерференционный или к--л. иной модулятор оптического излучения, полностью прерывающий или ослабляющий световой пучок (см. Модуляция оптического излучения ).Приёмником излучения служит фотоэлемент пли фотоэлектронный умножитель .Применение лазера в качестве источника оптического излучения, УЗ-модулятора со стабилизиров. частотой и повышение точности измерения длины базы позволили снизить погрешности измерений и получить значение8042-44.jpg км/с. Помимо прямых измерений скорости оптического излучения по времени прохождения известной базы, широко применяются косвенные методы, дающие большую точность. Так, с помощью микроволнового вакуумиров. резонатора [К. Фрум (К. Froome), 1958] при длине волны излучения8042-45.jpg = 4 см получено значение8042-46.jpg км/с. С ещё меньшей погрешностью определяется скорость оптического излучения как частное от деления независимо найденных8042-47.jpg и v атомарных или молекулярных спектральных линий. К. Ивенсон (К. Evenson) и его сотрудники в 1972 по цезиевому стандарту частоты (см. Квантовые стандарты частоты)нашли с точностью до 11-го знака частоту излучения СН4-лазера, а по криптоновому стандарту частоты - его длину волны (ок. 3,39 мкм) и получили8042-48.jpg ± 0,8 м/с. Решением Генеральной ассамблеи Международного комитета по численным данным для науки и техники - КОДАТА (1973), проанализировавшей все имеющиеся данные, их достоверность и погрешность, скорость оптического излучения в вакууме принято считать равной 299792458 ±1,2 м/с.

Как можно более точное измерение величины с чрезвычайно важно не только в общетеоретич. плане и для определения значении др. физ. величин, но и для практич. целей. К ним, в частности, относится определение расстояний по времени прохождения радио-или световых сигналов в радиолокации, оптической локации, светодальнометрии, в системах слежения ИСЗ и др.

Литература по скорости оптического излучения

  1. Вафиади В. Г., Попов Ю. В., Скорость света и ее значение в науке и технике, Минск, 1970;
  2. Тейлор В., Паркер В., Лангенберг Д., Фундаментальные константы и квантовая электродинамика, пер. с англ., М., 1972.

А. М. Бонч-Бруевич

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 22.09.2019 - 08:27: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
22.09.2019 - 08:22: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Галины Царёвой - Карим_Хайдаров.
21.09.2019 - 11:36: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
20.09.2019 - 19:50: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
20.09.2019 - 04:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
18.09.2019 - 12:08: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
18.09.2019 - 06:01: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Л.Г. Ивашова - Карим_Хайдаров.
17.09.2019 - 05:51: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ФАЛЬСИФИКАЦИЯ ИСТОРИИ - Карим_Хайдаров.
17.09.2019 - 05:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Тиртхи - Карим_Хайдаров.
16.09.2019 - 03:11: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
14.09.2019 - 18:23: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
13.09.2019 - 09:08: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution