ההיסטוריה של מהירות האור

1. ההיסטוריה של מהירות האור

2. העת העתיקה שמו-לב שכשברק מבריק שמיים, לוקח לרעם קצת זמן להגיע, והזמן הזה מתארך ככל שהצופה נמצא רחוק יותר מהברק. עד למאה ה-17 הניחו שלקול יש מהירות מוגבלת, ואילו מהירותו של האור היא אינסופית

3. גלילאו גליליי (~ שנת 1600 ) • גלילאו לקח מנורה, עלה על ראש גבעה, ושלח עוזר לעמוד על ראש גבעה במרחק של מייל אחד. גלילאו היבהב במנורה שלו, והעוזר, ברגע שהוא ראה את ההבהוב, היבהב חזרה. • גלילאו ציין שהאור מהיר לפחות פי-עשרה יותר מהקול, וירד מהגבעה.

4. רומרושות' .(1670 – 1676 ) - I • 1671 רומר עורך תצפיות במצפה כוכבים דני על ליקויי אִיוֹ(Io), אחד מירחיו של צדק. • 1672 הוא נענה לבקשת צרפת (לואי ה-14 ) עובר למצפה הכוכבים בפאריז. עובד ביחד עם קאסיני, ממשיכים לתעד את הליקויים של איו. • איו סובב את צדק במישור המלקה של צדק, כך שבכל הקפה (~42 שעות) יש "ליקוי איו".

5. רומרושות' .(1670 – 1676 ) - II • ניתן לחשב את מיקומו של איו בכל רגע ורגע (מחזור נמשך כ- 1.76 ימים). • חישבו היכן ניתן למצוא את איו בכל לילה ולילה לאורך השנה. • הופתעו לגלות כי לאחר כחצי שנה הוא מאחר להופיע במקום בו היה אמור להיות לפי החישובים. • בהמשך, לאחר עוד חצי שנה, איו חוזר ומופיע בזמן.

6. החידה של איו • נניח כי על סמך מספר תצפיות עוקבות מוצאים כי זמן הקפה של איו הוא 24 שעות בדיוק. • באותן תצפיות רואים כי הליקוי מתחיל כל פעם בשעה 21:00 בדיוק. משמעות - כל ערב ב 21:00 נוכל לצפות בהתחלת הליקוי. • אחרי 3 חודשים הליקוי מתחיל ב 21:08 • אחרי 6 חודשים הליקוי מתחיל ב 21:16 • אחרי 9 חודשים הליקוי מתחיל ב 21:08 • אחרי 12 חודשים הליקוי מתחיל ב 21:00

7. רומרושות' .(1670 – 1676 ) - III 1675 קאסיני: "כפי הנראה הסטייה השנייה נגרמה מפני שלאור לקח זמן מה כדי להגיע אלינו מאיו. נראה כי לאור נדרשים בין עשר לאחת־עשרה דקות כדי לחצות מרחק המשתווה למחצית הקוטר של מסלול כדור הארץ". 11 דקות

8. רומרושות' .(1670 – 1676 ) • 1676 רומר– מפרסם את התצפיות בצרוף הנחה שעל סמך נתונים אלו ניתן לחשב את מהירות האור. • 1976 כְּרִיסְטִיאַןהוֹיְגֶנְס מחשב את מהירות האור לערך משוער של מהירות אור של כ- 215,000 ק"מ לשנייה. • הדיוק הגס בתוצאה זו נובע בעיקר מהערכה שגויה באותה תקופה לגבי המרחקים בין גרמי השמיים.

9. בראדלי וסטיית אור הכוכבים (1728) • גאמאדראקוניס נראה בכל פעם מקדים את מיקומו. • בזמן שייט, ללא רוח, הבחין בראדלי כי כשהסירה משנה את כיוונה בנהר משנה הדגל שעל התורן את כיוונו בכיוון ההפוך לכיוון פניית הסירה. • בחישוביו הגיע בראדלי לתוצאה של c = 301,000[km/sec]

10. Aberration of Light עצם שמיימי הנמצא במאונך לכיוון תנועת כדור הארץ "יוסט" ממקומו ,ואילו עצם שמיימי שנמצא בכיוון אליו כדור הארץ נע, או בכיוון ההפוך, יראה במקומו "האמיתי".

11. פיז'ו וגלגל השניים (1849) I • מראה אחת בביתו ואחת נוספת על גבעת מונמארט בפאריז, מרחק של כ- 8,600 מטרים. • בעזרת המראה הראשונה האיר פיזו קרן אור של השמש מבעד לשפת גלגל השיניים.

12. פיז'ו וגלגל השניים (1849) II • במהירות סיבוב מסוימת קרן האור החוזרת פגעה בשן ונחסמה. • לפי מהירות הסיבוב ניתן לדעת את משך הזמן את משך הזמן שלקח לאור לעבור מרחק של 17,200 מטרים. • מחישוביו מצא פיזו כי מהירות האור היא כ- 315,300 ק"מ לשנייה.

13. מייקלסון1877 • לאון פוקו(1862) שכלל את המערכת של פיז'ו והחליף את גלגלי השניים במראה מסתובבת. • מהירות האור מחושבת לפי זווית הסטייה של הקרן המוחזרת מהמראה המסתובבת. • על ידי ריכוז קרן האור דרך העדשות יכול היה מייקלסון לערוך את הניסוי על פני מרחק רב יותר ובדיוק מדידה גבוה יותר.

14. מייקלסון

15. מייקלסוןII • 1882 , 600 מטר: [Km/Sec]299,853 C= • 1920 - 1926, הר ווילסון - הר סן אנטוניו • 22.5 מייל : [Km/Sec]299,796C=

16. ריכוז

17. מהירות האור על פי הגדרת המטר(1983), מהירות האור היא בדיוק 299,792,458 מטרים בשנייה.

18. סיכום • במשך כ 300 שנה עסקו עשרות תוכנים, חוקרים, טכנאים ומתמטיקאים בחיפוש אחר הערך הנכון של מהירות האור. (רק את מקצתם סקרנו). • החיפוש התבסס בהתחלה על תצפיות אסטרונומיות. • בהמשך, עם התפתחות האופטיקה היישומית ויכולות מדידה של מהירות וזוויות קטנות – נערכו ניסויי מעבדה בקנה מידה "מקומי".

19. תודה רבה