التصنيفات
الحواسيب، الانترنت والأنظمة
الحواسيب، الانترنت والأنظمة
الكيمياء
الكيمياء
الأحافير وحياة ما قبل التاريخ
الأحافير وحياة ما قبل التاريخ
الهندسة
الهندسة
المخطوطات والكتب النادرة
المخطوطات والكتب النادرة
الزراعة
الزراعة
التكنولوجيا والعلوم التطبيقية
التكنولوجيا والعلوم التطبيقية
الفيزياء
الفيزياء
علوم الأرض والجيولوجيا
علوم الأرض والجيولوجيا
الطب
الطب
البيولوجيا وعلوم الحياة
البيولوجيا وعلوم الحياة
علم الفلك
علم الفلك
علم الفلك التجارب العلمية التي أجريت لقياس سرعة الضوء

تساوي القيمة الحديثة لسرعة الضوء والأشعة الكهرومغنطيسية بأطوال موجاتها المختلفة كما أقرها الإتحاد الفلكي الدولي عام 1976 : 299792428 متراً/ ثانية.

ويرمز لها بـ  c، وتستخدم للأغراض العادية القيمة التقريبية 300000 كيلومتر/ ثانية (108 × 3 م/ثا).

أجر غاليليو عام 1600 المحاولات الأولى لقياس سرعة الضوء ، وقبل ذلك كان معظم العلماء يتوقعون أن تكون سرعته لا نهائية ، ولقياس سرعة الضوء وقف غاليليو ومساعد له على مسافة كيلومتر واحد تقريباً من بعضهما حاملين فانوسين كمصدر للضوء.

 

وعندما يرى المساعد وميضاً من فانوس غاليليو يقوم هو بفتح غطاء فانوسه لفترة قصيرة ، وقد حاول غاليليو قياس الزمن بين فتح فانوسه ورؤية الضوء القادم من الفانوس الآخر.

وبالطبع لم تنجح التجربة وذلك لأن زمن الاستجابة بين ما يراه الإنسان وما يقوم به من حركة يقل بأكثر من عشرة آلاف ضعف عن الزمن الذي يستغرقه الضوء للانتقال بين الفانوسين .

أما التجربة الأولى الناجحة لقياس سرعة الضوء فقد أجراءها أوليه رومر (Ole Romer) عام 1676 ، فقد قام رومر بقياس زمن عبور واحتجاب الأقمار الغاليلية للمشتري ولاحظ تغيراً في الزمن الذي حسبه في قياس سابق .

 

أدرك رومر أن ذلك يعود إلى أن الأرض والمشتري قد غيرا من موقعيهما في مدارهما حول الشمس، وأن الاختلاف في زمن القياس يعود إلى الاختلاف في المسافة بين المشتري والأرض في الحالتين ، وباستخدام هذه الطريقة وجد رومر أن سرعة الضوء تساوي 240000 كيلومتر/ ثانية.

وفي عام 1849 أجرى هيبوليت فيزو (Hippolyte Fizeau) أول تجربة مخبرية لقياس سرعة الضوء ، فقد أسقط فيزو حزمة من الضوء على مرآة تقع على مسافة 9 كيلومترات منه.

وتمر الحزمة المنبعثة والمنعكسة بين "أسنان" قرص مسنن دوار ، فعندما تكون السرعة الدورانية للقرص بطيئة نسبياً - تمر حزمة الضوء المنعكسة من الفتحة نفسها التي مرت من خلالها في طريقها إلى المرآة ؛ ولذا يمكن رؤيتها.

 

وعندما تزداد سرعة دوران القرص إلى حد معين فإن الحزمة المنعكسة لا تمر من الفتحة نفسها التي عبرت منها ، ولكنها تصطدم بالسن الذي يعقب الفتحة ، ولذا لا يمكن رؤيتها .

وبزيادة سرعة دوران القرص إلى قيمة أكبر يمكن رؤية الحزمة المنعكسة ثانية ، ولكن هذه المرة بعد مرورها من الفتحة التي تعقب الفتحة الأولى.

استخدم فيزو قرصاً له 720 سناً ، ويدور بسرعة 1500 دورة/ ثانية ، وبذلك قاس الزمن اللازم للضوء لقطع مسافة الذهاب والعودة (الزمن بين فتحتين متعاقبتين).

 

ومنه حسب سرعة الضوء ووجد أنها تساوي 3150000 كيلومتر/ ثانية ، وعندما جعل فيزو جهازه أكثر دقة وجد أن الضوء المار بالماء المتحرك له سرعة أكبر عندما يكون في اتجاه جريان الماء!.

وفي عام 1853 وجد ليون فوكولت (Leon Foucault) أن سرعة الضوء في الماء أقل من قيمتها في الهواء ، وقد أدت مثل هذه التجارب إلى التنبؤ بتغير سرعة الضوء عند قياسها في اتجاه حركة الأرض وفي الاتجاه المعاكس .

وفي عام 1887 أجرى العالم الألماني - الأمريكي ألبرت مايكلسون وعالم الكيمياء الأمريكي إدوارد مورلي تجربتهما المشهورة لقياس سرعة الضوء في اتجاه حركة الأرض وفي الاتجاه المعاكس لها (انظر Michelson - Morley Experiment).

 

وأدى فشل وجود اختلاف في هذه السرعة إلى فرضية ثبات سرعة الضوء وعدم اعتمادها على حركة الهيكل العطالي للراصد ، وقد قاس مايكلسون في زمن لاحق (1926) سرعة الضوء ووجد القيمة : 299796 كيلومتراً/ ثانية ، وذلك باستخدام طريقة مشابهة لتلك التي استخدمها فيزو ، ولكنه وضع مرآة ينعكس منها الضوء على مسافة 35 كيلومتراً .

ولثبات سرعة الضوء تبعات غاية في الأهمية في علم الفلك، فنحن نرى الأجرام السماوية في السماء في اللحظة التي انطلق منها الضوء في اتجاهنا ، فالجرم السماوي الذي يقع على مسافة 5 سنوات ضوئية - نراه كما كان قبل 5 سنوات.

وعند النظر إلى الأجرام السحيقة في الفضاء التي تقع على مسافة 12 بليون سنة ضوئية ، على سبيل المثال ، فإننا نرى في الواقع بداية نشوء الكون .

مقالات ذات صلة

مقالات من نفس الكتاب




تم التسجيل بنجاح, أهلا وسهلا بك معنا





تسجيل الدخول / تسجيل