Valguse kiirust c vaakumis ei mõõdeta. Sellel on täpne fikseeritud väärtus standardühikutes. 1983. aasta rahvusvahelise kokkuleppe kohaselt määratletakse meeter valguse poolt vaakumis läbitud tee pikkuseks ajaga 1/299792458 sekundit. Valguse kiirus on täpselt 299 792 458 m / s. Toll on määratletud kui 2,54 sentimeetrit. Seetõttu on ka mittemeetrilistes ühikutes valguse kiirusel täpne väärtus. Selline määratlus on mõttekas ainult seetõttu, et valguse kiirus vaakumis on konstantne ja seda fakti tuleb eksperimentaalselt kinnitada (vt Kas valguse kiirus on konstantne?). Samuti on vaja eksperimentaalselt määrata valguse kiirus sellistes keskkondades nagu vesi ja õhk.
Kuni seitsmeteistkümnenda sajandini usuti, et valgus levib koheselt. Seda kinnitasid kuuvarjutuse vaatlused. Lõpliku valguse kiiruse korral peaks Maa ja Kuu pinna asendi ja Maa varju asukoha vahel Kuu pinnale jääma viivitus, kuid sellist viivitust ei leitud. Nüüd teame, et valguse kiirus on liiga kiire, et viivitust märgata. Galileo kahtles valguse kiiruse lõpmatuses. Ta pakkus välja meetodi selle mõõtmiseks, sulgedes ja avades laterna mitme miili kaugusel. Ei ole teada, kas ta sellist katset proovis, kuid väga suure valguse kiiruse tõttu ei saanud mõõtmine õnnestuda.
Esimese eduka c mõõtmise tegi Olaf Roemer 1676. aastal. Ta märkas, et Jupiteri satelliitide varjutuste vaheline aeg on lühem, kui vahemaa Maalt Jupiterini väheneb, ja pikem, kui see vahemaa suureneb. Ta mõistis, et selle põhjuseks on aja muutumine, mis kulub valguse liikumiseks Jupiterist Maale, kui nende vaheline kaugus muutub. Ta arvutas, et valguse kiirus on 214 000 km / s. Ebatäpsus tuleneb asjaolust, et tollased planeetide vahelised kaugused polnud veel täpselt määratletud.
1728. aastal hindas James Bradley valguse kiiruse suurust, jälgides tähtede aberratsiooni (tähe nähtava asendi muutus, mis on põhjustatud Maa liikumisest Päikese ümber). Ta vaatas ühte tähte Draco tähtkujus ja leidis, et selle nähtav asukoht muutub aasta läbi. See efekt töötab kõigi tähtede suhtes, erinevalt parallaksist, mis on paremini märgatav läheduses asuvate tähtede puhul. Aberratsioon sarnaneb liikumise mõjuga vihmapiiskade kaldenurgale. Kui seisate ja tuult pole, langevad tilgad vertikaalselt pähe. Kui joosta, tuleb välja, et vihm tuleb nurga all ja lööb näkku. Bradley mõõtis seda nurka tähevalguse jaoks. Teades Maa liikumise kiirust ümber Päikese, määras ta, et valguse kiirus on 301 000 km / s.
Esimese c mõõtmise Maal tegi Armand Fizeau 1849. aastal. Ta kasutas valguse peegeldust peeglist 8 km kaugusel. Valguskiir läbis kiiresti pöörleva ratta hammaste vahe. Pöörlemiskiirust suurendati, kuni peegeldunud kiir sai järgmises pilus nähtavaks. C arvutatud väärtus osutus 315 000 km / s. Aasta hiljem täiustas Leon Foucault seda meetodit pöörleva peegli abil ja saadi palju täpsem väärtus 298 000 km / s. Parandatud meetod oli piisavalt täpne, et teha kindlaks, et valguse kiirus vees on aeglasem kui õhus.
Pärast seda, kui Maxwell avaldas oma elektromagnetilisuse teooria, sai võimalikuks valguse kiiruse määramine kaudselt magnetilise ja elektrilise läbilaskvuse väärtuste põhjal. Esimestena tegid seda Weber ja Kohlrausch 1857. aastal. 1907. aastal saavutasid Rose ja Dorsey samal viisil kiiruse 299 788 km / s. Omal ajal oli see kõige täpsem väärtus.
Seejärel rakendati täpsuse parandamiseks täiendavaid meetmeid. Näiteks võeti arvesse õhu valguse murdumisnäitajat. Aastal 1958 sai Froome mikrolaineinterferomeetri ja Kerri elektro-optilise katiku abil väärtuse 299792,5 km / s. Pärast 1970. aastat osutusid veelgi täpsemad mõõtmised ülipüsiva spektri laser- ja tseesiumkellade abil. Kuni selle ajani oli standardmõõturi täpsus suurem kui valguse kiiruse mõõtmise täpsus. Ja nüüd sai valguse kiirus teada täpsusega pluss või miinus 1 m / s. Nüüd on otstarbekam kasutada arvesti määramisel valguse kiirust. 1-meetrise vahekauguse standard määratakse nüüd aatomkella ja laseri abil.
Tabelis on toodud valguse kiiruse mõõtmise põhietapid (Froome ja Essen):
Reklaamvideo:
| kuupäev | Autorid | Meetod | km / s | Viga |
|---|---|---|---|---|
| 1676 | Olaus Roemer | Jupiteri kuud | 214 000 | |
| 1726 | James bradley | Tähtede aberratsioon | 301 000 | |
| 1849 | Armand fizeau | Käik | 315 000 | |
| 1862 | Leon foucault | Pöörlev peegel | 298 000 | ± 500 |
| 1879 | Albert michelson | Pöörlev peegel | 299 910 | ± 50 |
| 1907 | Rosa, Dorsay | EM-i konstandid | 299 788 | ± 30 |
| 1926 | Albert michelson | Pöörlev peegel | 299 796 | ± 4 |
| 1947 | Essen, Gorden-Smith | Resonantsresonaator | 299 792 | ± 3 |
| 1958 | KDFroome | Raadiointerferomeeter | 299 792,5 | ± 0,1 |
| 1973 | Evanson jt | Laserinterferomeeter | 299 792,4574 | ± 0,001 |
| 1983 | CGPM | Aktsepteeritud väärtus | 299 792,458 | 0 |
