Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Астрономическое измерение скорости света




Впервые скорость света была измерена в 1676 г. Рёмером (1644 – 1710 гг.). Наблюдения затмений спутников Юпитера показали, что видимый период их обращения уменьшается, когда Земля в своем годовом движении приближается к Юпитеру, и увеличивается, когда Земля удаляется от него. Рёмер понял, что этот эффект связан с конечной скоростью распространения света, и по результатам наблюдений вычислил эту скорость.

Поскольку период обращения Юпитера вокруг Солнца (12 лет) много больше периода обращения Земли, при расчете можно считать Юпитер неподвижным (рис.16.1).

Рис. 16.1 Движение Юпитера

Пусть в некоторый момент времени спутник Юпитера выходит из его тени, что будет зафиксировано земным наблюдателем в момент

T1=t1+s1/c,

где s1 – расстояние между Землей и точкой выхода спутника из тени, c – скорость света. После еще одного оборота выход спутника из тени произойдет в момент t2 , а земной наблюдатель заметит это в момент времени

T2=t2+s2/c.

Тогда для земного наблюдателя период обращения спутника

Tнабл=T2T1=Tист+( s2s1)/c

где Тист=t2t1.

Вследствие изменения расстояния s от Земли до Юпитера в процессе проведения измерений наблюдаемый период обращения спутника будет отличаться от истинного.

Если проделать измерения как при приближении Земли к Юпитеру, так и при удалении от него, то среднее значение наблюдаемого периода Тнаб можно принять равным Тист, т.к. члены (s2s1)/c, имеющие различные знаки, взаимно уничтожатся.

Теперь, зная

можно определить скорость света:

Используя известные из астрономических вычислений значения s1, s2 и учитывая движение Юпитера, Рёмер получил значение скорости света c=214300 км/с. Это было первое надежное измерение скорости света с удовлетворительной по тем временам точностью.

В астрономии аберрацией называют изменение видимого положения звезды на небесной сфере, то есть отклонение видимого направления на звезду от истинного, вызываемое конечностью скорости света и движением наблюдателя. Суточная аберрация обусловлена вращением Земли; годовая – обращением Земли вокруг Солнца; вековая – перемещением Солнечной системы в пространстве.

Для понимания этого явления можно провести простую аналогию. Капли дождя, падающие в безветренную погоду вертикально, оставляют на боковом стекле движущегося автомобиля наклонный след.

В результате аберрации света кажущееся направление на звезду отличается от истинного на угол , называемым углом аберрации.

Из рисунка (рис.16.2) видно, что ,где υ - скорости движения Земли, перпендикулярная направлению на звезду.

Рис.16.2 Аберрация света

Практически явление аберрации (годовой) наблюдается следующим образом. Ось телескопа при каждом наблюдении ориентируется в пространстве одинаковым образом относительно звездного неба, и при этом изображение звезды фиксируется в фокальной плоскости телескопа. Это изображение в течение года описывает эллипс. Зная параметры эллипса и другие данные, отвечающие геометрии опыта, можно вычислить скорость света. В 1727 г. из астрономических наблюдений Дж. Брэдли нашел 2α=40,9” и получил с=303000 км/с.







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 401. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия