https://frosthead.com

Постоји једноставан (и укусан) начин за мерење брзине светлости код куће

Прво успешно мерење брзине светлости обављено је 1676. Дански астроном Оле Рøмер покушавао је да измери орбиту Ио-а, трећег највећег месеца Јупитера, посматрајући колико времена треба да прође око планете. Посматрајући Ио током многих година, Рøмер је направио изненађујуће откриће, каже Амерички музеј природне историје:

Временски интервал између узастопних помрачења постајао је непрестано краћи како се Земља у својој орбити кретала према Јупитеру и постајала непрекидно дужа како се Земља удаљавала од Јупитера. Те разлике су се гомилале. Из његових података Роемер је проценио да би се, када би се Земља налазила најближе Јупитеру ..., помрачења Ио-ја десила око једанаест минута раније него што је предвиђено на основу просечног орбиталног периода током више година. И 6, 5 месеци касније, када је Земља била најудаљенија од Јупитера ..., помрачења ће се догодити око једанаест минута касније него што се предвиђало.

Роемер је знао да истински орбитални период Ио-а не може имати никакве везе са релативним положајима Земље и Јупитера. У бриљантном увиду, схватио је да временска разлика мора бити последица коначне брзине светлости.

Пре Рøмера, научници нису били сигурни да ли светлост има ограничену брзину или да ли му је брзиномер трајно запео на "бесконачној".

Неколико стотина година касније, технике мерења брзине светлости постале су запањујуће прецизније и, у неким случајевима, сложеније. Али у горњем видеу, људи у научном центру Ат Бристол показују релативно једноставан начин израчунавања брзине светлости који не укључује године гледања кроз окулар телескопа. У ствари, њихов приступ не користи ништа осим једноставне кухињске опреме - и чоколаду.

У видеу домаћини Росс Ектон и Нерис Схах користе нешто више од микроталасне рерне и чоколадице да покажу како израчунати брзину свјетлости. Из видео снимка се не види савршено јасно како се мерење растопљених парчића на чоколадној барици односи на брзину светлости. Али још мало разбијање захтева само сагледавање неких јединица које се користе у њиховим мерењима.

Хертз је физички станд-уп за „циклусе у секунди“. Микроталасна пећница која се користи у видео снимку произвела је светлосне таласе са фреквенцијом од 2.450.000.000 Хертза, или толико циклуса у секунди. Прелаз са врхунца на врх у таласу - у овом случају удаљеност између прве и треће растопљене чоколаде - је један циклус. Ектон и Схах су ту раздаљину мерили као 0, 12 метра, или 0, 12 метра по циклусу. Умножавањем нечег мереног у „метрима по циклусу“ са нечим у „циклусима у секунди“ добиће се мерење у „метрима у секунди“. То је брзина таласа - брзина светлости.

Трик који чини да приступ Ат Бристол тима ради у томе што у модерном добу већ знамо неколико важних ствари о светлости: да он има ограничену брзину и да је та брзина углавном константна. Имамо корист и од физичара који су већ утврдили однос између дужине, фреквенције и брзине таласа.

Кад је Оле Рøмер погледао према Јупитеру и први закључио брзину светлости, дошао му је до 214.000.000 метара у секунди. "Ово мерење, имајући у виду његову антику, начин мерења и несигурност из 17. века у тачно колико је Јупитер био од Земље, изненађујуће је близу модерне вредности од [299 792 458] метара у секунди", каже Дејв Корнреицх за Корнел.

Помоћу микроталасне пећнице и чоколадице Ектон и Схах добили су 294.000.000 метара у секунди - није лоше за мало кухињске науке.

Постоји једноставан (и укусан) начин за мерење брзине светлости код куће