Nist(National Institute Of Standards And Technology)의 시간 및 주파수 부문의 물리학자인 Chris Oates 는 설명합니다.
차이에도 불구하고 사는 빛과 소리,동일한 두 개의 기본적인 방법을 사용되었습에서 가장 측정의 각각의 속도입니다., 첫 번째 방법은 기반에는 단순히 측정하는데 걸리는 시간 펄스의 빛이나 소리를 통과 알려진 거리를 나누는 거리에 의해 운송 시간을 제공합니다. 두 번째 방법은 사용하여 파도의 자연의 일반적인 이러한 현상을 측정하여 두 주파수(f)파장()의 전파하는 파동,하나의 파생될 수 있는 속도의 파도에서 간단한 웨이브 관계,속도=f×. (파동의 주파수는 초당 통과하는 볏의 수이지만 파장은 볏 사이의 거리입니다)., 지만 두 가지 현상이 공유한 측정 방법,기본적인 차이점은 빛과 소리도 매우 다른 실험적인 구현을 뿐만 아니라,다른 역사적 발전,의 결정에 자신의 속도입니다.
단순한 형태에도,사운드로의 생각할 수 있는 종파으로 구성된 압축과 확장의 중간에 따라 방향으로의 전파를 사용할 수 있습니다., 기 때문에 소리가 필요 매체를 통해 전파의 속도는 사운드 파이의 특성에 의해 결정된 매체(예:밀도,강성,그리고 온도). 따라서이 매개 변수는보고 된 모든 측정에 포함되어야합니다. 사실,그러한 측정을 돌리고 실제로 매체의 열역학적 특성(예:특정 가열의 비율)을 결정하는 데 사용할 수 있습니다.,
첫 번째 알려진 이론적 논문에 소리에 의해 제공되었 아이작 뉴턴이 그의 원리,예측되는 값에 대한 속도로 사운드에서는 공기에 의해 차이가 대략 16%에서는 현재 적용되는 값이다. 이른 실험적인 값에 따라 측정 시간이 걸렸다는 소리 대포의 폭발을 커버하는 주어진 거리가 좋은보다 나은 1 퍼센트의 현재 값을 허용한의 331.5m/s0 도에서 섭씨. Daniel Colladon 과 Charles-Francois Sturm 은 1826 년 제네바 호수에서 처음으로 물속에서 비슷한 측정을 수행했습니다. 그들은 단지 0 값을 발견했습니다.,2%가 아래의 현재 값을 허용하의 1,440m/s8 도 C. 이러한 측정은 모든 고통에서 변 미디어에서 자신 통해 긴 거리에서,그래서 대부분의 이후의 판정에서 수행 되었습니다 실험실,환경적 매개 변수가 될 수 있는 더 나은,제어 및 다양한 가스 및 액체 될 수 있는 조사했습니다. 이러한 실험은 종종 정확하게 보정 된 길이의 가스 또는 액체 튜브(또는 고체 물질의 막대)를 사용합니다. 그런 다음 소리의 임펄스가 튜브를 통과하는 데 걸리는 시간의 측정에서 소리의 속도를 도출 할 수 있습니다., 또한(그리고 일반적으로 더 많은 정확하게),중 하나를 흥분할 수 있습니다 공진 주파수 튜브의(많은 사람들의 플루트)의 유도하는 진동을 끝으로 스피커,포크 조정,또는 다른 유형의 변환기입니다. 기 때문에 해당하는 공진 파장 간단한 관계는 관 길이,하나는 다음 속도를 결정하에서 사운드 파 관계와 수정을 위한 튜브 형상에 대한 비교 속도와에서 여유 공간이 있습니다.
빛의 파동 성질은 소리의 파동 성질과 상당히 다릅니다., 가장 단순한 형태,전자기파(와 같은 빛,라디오,또는 전자 레인지)은 횡방향으로 구성된 진동 전기 및 자기장에 있는 수직 방향으로의 전파를 사용할 수 있습니다. 또한,비록 매체는 빛을 통해 여행에 영향을 미치지 않 속도(그것을 감소에 굴절률의 재료),빛도 여행을 통해 진공,따라서 제공하는 독특한 컨텍스트를 정의하기 위한 속도입니다., 사실,빛의 속도를 진공 상태에서,c,은 기본적인 빌딩 블록 아인슈타인의 상대성 이론,설정하기 때문에 상한 속도로 이 우주에 있습니다. 결과적으로 광범위한 물리적 수식에 나타나는데,아마도 가장 유명한 것은 E=mc2 일 것입니다. 빛의 속도를 따라서 측정할 다양한 방법으로,하지만 때문에 극히 높은 값(~300,000km/s 또는 18 만 6000mi/s),그것은 처음에는 상당히 더 열심히 측정하는 속도보다의 소리입니다., 초기 노력이 같은 갈릴레오 갈릴레의 쌍의 관계자에 앉아서 반대 언덕을 번쩍이는 손전등 앞뒤로 부족하는 데 필요한 기술을 정확하게 측정동 시간의 몇 마이크로초 단위로. 놀랍게도,18 세기의 천문 관측은 단지 1 퍼센트의 불확실성으로 빛의 속도를 결정하게되었습니다. 그러나 더 나은 측정에는 실험실 환경이 필요했습니다., 루이스 Fizeau 및 레 푸코 수행할 수 있었 업데이트된 버전의 Galileos 실험을 통해 사용의 독창적인 조합의 자전거울(와 함께 개선 된 측정을 기술)및 그들의 시리즈를 만들어 아름다운 측정을 빛의 속도입니다. 여전히 추가 개선으로 Albert A.Michelson 은 만분의 일 중 거의 한 부분에 좋은 측정을 수행했습니다.
빛의 속도의 도량형은 1972 년 nist 에서 여기에서 결정된 결정으로 극적으로 변했습니다., 이 측정을 기반으로 헬륨 네온 레이저의 주파수에 의해 고정되는 피드백 루프를 매치 주파수에 해당하는 사이에 분할 두 가지 양자화된 에너지 레벨의 메탄은 분자입니다. 이 매우 안정한 레이저의 주파수와 파장은 모두 정확하게 측정되었으므로 빛의 속도 값에 대한 불확실성이 100 배 감소했습니다. 이 측정 및 후속 측정을 기반으로 다른 원자/분자 수준들은 제한되지 않을 측정하여 기술하지만,불확실성에 의해 정의에서 미터 자체입니다., 었기 때문에 명확한 미래의 측정이 될 것이 마찬가지로 제한된,17Confrence Gnrale 데 도움이됩니 et 의 쥐흐 mesures 를(일반 회의에서의 무게 및 측정)는 1983 년에 다시 정의하는 미터 관점에서의 빛의 속도입니다. 따라서 빛의 속도는 결코 다시 측정 할 수없는 상수(299,792,458m/s 로 정의 됨)가되었습니다., 로 결과의 정의는 미터로 직접 연결되어(통해 관련 c=f×)하의 주파수는 지금까지 가장 정확하게 측정하는 물리량(현재 최고의 세슘 원자 샘 시계에는 소수 주파수의 불확실성에 대한 1×10-15).피>
답글 남기기