Chris Oates, en fysiker i Tid og Frekvens fordeling av National Institute of Standards and Technology (NIST), forklarer han.

til Tross for forskjellene mellom lyd og lys, og de to samme grunnleggende metodene som har vært brukt i de fleste målinger av sine respektive hastigheter., Den første metoden er basert på en enkelt måling av tiden det tar pulsen på lys og lyd for å kjøre i en kjent avstand; å dele avstand av transitt tid gir deretter hastigheten. Den andre metoden gjør bruk av bølge natur felles for disse fenomener: ved å måle både frekvens (f) og bølgelengden () for å spre bølge, kan man utlede hastigheten til bølgen fra enkel bølge forhold, hastighet = f×. (Hyppigheten av en bølge er antall toppene som passerer pr. sekund, mens bølgelengden er avstanden mellom toppene)., Selv om de to fenomener dele disse måling nærmer seg, grunnleggende forskjeller mellom lyd og lys, og har ført til svært forskjellige eksperimentelle implementeringer, så vel som ulike historiske utviklingen, i fastsettelse av deres hastigheter.

I sin enkleste form, lyd kan være tenkt som en longitudinal bølge som består av kompresjoner og utvidelser av et medium langs forplantningsretningen., Fordi lyden krever et medium gjennom å spre, hastigheten av en lydbølge er bestemt av egenskapene til mediet i seg selv (slik som tetthet, stivhet, og temperatur). Disse parametrene må derfor være inkludert i alle rapporterte målinger. Faktisk, kan man slå slike målinger rundt og faktisk bruke dem til å bestemme termodynamiske egenskapene til mediet (forholdet mellom spesifikke varmer, for eksempel).,

Den første kjente teoretisk avhandling om lyden ble levert av Sir Isaac Newton i sin Principia, som spådd en verdi for lydens hastighet i luft som varierer med om lag 16 prosent fra dag en akseptert verdi. Tidlige eksperimentelle verdier var basert på måling av tiden det tok lyden av kanonen skyter for å dekke en gitt avstand og var god til bedre enn 1 prosent av tiden er akseptert verdien av 331.5 m/s ved 0 grader Celsius. Daniel Colladon og Charles-Francois Sturm første utført tilsvarende målinger i vann i genfersjøen i 1826. De fant en verdi 0.,2 prosent under den aktuelle verdien som aksepteres av ~1440 m/s på 8 grader C. Disse målingene alle led av variasjoner i media seg over lange avstander, så de etterfølgende avgjørelsene har vært utført i laboratorium, hvor miljøparametere kan være bedre kontrollert, og et større utvalg av gasser og væsker kan bli undersøkt. Disse eksperimentene ofte bruke rør for gass eller væske (eller barer av solid materiale) med nettopp kalibrert lengder. Kan man så utlede lydens hastighet fra en måling av tiden som en impuls i retning av lyden tar å komme seg gjennom røret., Alternativt (og vanligvis mer nøyaktig), man kan opphisse resonansfrekvenser av røret (mye som de av en fløyte) ved å fremkalle en vibrasjon i den ene enden med en høyttaler, tuning fork, eller andre type svinger. Fordi tilsvarende akustiske bølger har en enkel forhold til rørets lengde, kan man så bestemme hastigheten av lyd fra bølge forhold og foreta endringer for rør geometri for sammenligninger med hastigheter i fritt rom.

bølgen arten av lys er ganske forskjellig fra en lyd., I sin enkleste form er en elektromagnetisk bølge (som lys, radio, eller mikrobølgeovn) er tverrgående, som består av oscillerende elektriske og magnetiske felt som er vinkelrett på forplantningsretningen. Videre, selv om det medium der lyset reiser påvirker dens speed (redusere det ved indeksen for brytning av materialet), lett kan også reise gjennom et vakuum, og dermed gi en unik kontekst for å definere sin hastighet., Faktisk er lysets hastighet i vakuum, c, er en grunnleggende byggestein i Einsteins relativitetsteori, fordi det setter en øvre grense for hastighet i universet. Som et resultat, det vises i et bredt spekter av fysiske formler, kanskje den mest berømte av disse er E=mc2. Lysets hastighet kan dermed måles på en rekke måter, men på grunn av sin ekstremt høy verdi (~en 300 000 km/s eller 186,000 mi/s), som opprinnelig ble det betydelig vanskeligere å måle enn lydens hastighet., Tidlig innsats for eksempel Galileo par av observatører sitter på motstridende hills blinkende lykter og tilbake manglet den teknologien som trengs for å måle nøyaktig transitt ganger på bare noen få mikrosekunder. Bemerkelsesverdig, astronomiske observasjoner i det 18. århundre førte til en bestemmelse av lysets hastighet med en usikkerhet på bare 1 prosent. Bedre målinger, men det kreves et laboratoriemiljø., Louis Fizeau og Leon Foucault var i stand til å utføre oppdaterte versjoner av galileis praktiske eksperimenter gjennom bruk av smarte kombinasjoner av roterende speil (sammen med forbedret måling teknologi), og de gjorde en rekke vakre målinger av hastigheten på lyset. Med ytterligere forbedringer, Albert A. Michelson utført målinger god til nesten en del i ti tusen.

Måleteknikk av lysets hastighet endret seg dramatisk med en bestemmelse som gjøres her ved NIST i 1972., Dette målet var basert på en helium-neon-laser med en frekvens som ble løst av en feedback loop for å matche den frekvens som svarer til splitting mellom to quantized energi nivåer av metan molekyl. Både frekvens og bølgelengde av denne svært stabil laser ble nøyaktig oppmålt, og dermed fører til en 100-ganger reduksjon i usikkerhet til verdien av lysets hastighet. Denne målingen og påfølgende målinger basert på andre atomic/molekylær standarder var begrenset, ikke ved måling teknikk, men av usikkerhet i definisjonen av måleren selv., Fordi det var klart at fremtidige målinger vil være tilsvarende begrenset, den 17. Confrence Gnrale des Poids et Mesures (General Conference on Vekter og Tiltak) besluttet i 1983 for å omdefinere meter i form av lysets hastighet. Speed of light ble dermed en konstant (definert til å være 299,792,458 m/s), aldri til å bli målt på nytt., Som et resultat, er definisjonen av måleren er direkte koblet (via forbindelse c= f×) som for frekvens, som er langt den mest nøyaktig målt fysisk størrelse (for øyeblikket den beste cesium atomic fontenen klokker har en brøk frekvens av usikkerhet om 1×10-15).