Ποια τεχνολογία χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ταχύτητας του φωτός;
1. Μέθοδοι χρόνου πτήσης:
* Μέθοδος περιστροφής καθρέφτη (Fizeau, Foucault): Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει μια δέσμη φωτός που αντανακλάται από έναν περιστρεφόμενο καθρέφτη. Η διαφορά στη θέση της ανακλώμενης δέσμης ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής του καθρέφτη επιτρέπει τον υπολογισμό της ταχύτητας του φωτός.
* Συμβονόμετρο Michelson: Αυτή η ρύθμιση χρησιμοποιεί μοτίβα παρεμβολής που δημιουργούνται από δύο δοκούς φωτός που ταξιδεύουν διαφορετικά μονοπάτια. Με τη μέτρηση της μετατόπισης του μοτίβου παρεμβολής, η ταχύτητα του φωτός μπορεί να προσδιοριστεί.
* παλμούς λέιζερ: Οι σύγχρονες τεχνικές χρησιμοποιούν μικρά παλμούς λέιζερ που αποστέλλονται σε γνωστή απόσταση. Η μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται για να ταξιδέψει και να επιστρέψει ο παλμός και η επιστροφή επιτρέπει τον ακριβή υπολογισμό της ταχύτητας του φωτός.
2. Μέθοδοι κοιλότητας συντονισμού:
* φασματοσκοπία δακτυλίου κοιλοτήτων (CRDS): Αυτή η τεχνική περιλαμβάνει την παγίδευση του φωτός μέσα σε μια συντονισμένη κοιλότητα και τη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται για να αποσυντεθεί το φως. Η ταχύτητα του φωτός μπορεί να υπολογιστεί με βάση τις διαστάσεις της κοιλότητας και τον χρόνο αποσύνθεσης.
3. Μέθοδοι με βάση τη συχνότητα:
* Χτένες συχνότητας: Αυτά είναι λέιζερ που παράγουν μια σειρά από ακριβείς συχνότητες. Με τη μέτρηση της διαφοράς συχνότητας μεταξύ δύο συγκεκριμένων γραμμών στην χτένα, μπορεί να προσδιοριστεί η ταχύτητα του φωτός.
* Ατομικά ρολόγια: Αυτά τα απίστευτα ακριβή ρολόγια χρησιμοποιούν τη συχνότητα των συγκεκριμένων ατομικών μεταβάσεων για να μετρήσουν το χρόνο. Η ταχύτητα του φωτός μπορεί να προσδιοριστεί συγκρίνοντας τη συχνότητα του φωτός με τη συχνότητα ενός ατομικού ρολογιού.
Τρέχουσα τιμή:
Η πιο ακριβής τιμή για την ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s) . Αυτή η τιμή ορίζεται ως σταθερά στο διεθνές σύστημα μονάδων (SI), πράγμα που σημαίνει ότι ο μετρητής ορίζεται τώρα από την άποψη της ταχύτητας του φωτός και του δεύτερου.
Συμπέρασμα:
Η μέτρηση της ταχύτητας του φωτός έχει εξελιχθεί σημαντικά με την πάροδο του χρόνου, με κάθε μέθοδο να συμβάλλει στην αύξηση της ακρίβειας. Σήμερα, η ταχύτητα του φωτός είναι μια θεμελιώδης σταθερά που χρησιμοποιείται για τον καθορισμό άλλων φυσικών ποσοτήτων, αποδεικνύοντας τη σημασία της στη σύγχρονη φυσική.
