Поширення світла

Швидкість світла та її вимірювання. Швидкість світла у вакуумі дорівнює швидкості поширення будь-яких електромагнітних хвиль. Згідно з сучасними даними, швидкість світла у вакуумі становить 299 792 458 м/с.

Вперше швидкість світла визначив датський вчений Олаф Ремер (астрономічний метод вимірювання) у 1675 році. Він спостерігав за найбільшим супутником Юпітера Іо. Під час спостережень він помітив запізнення виходу (рисунок 1)

супутника з тіні на 22 хвилини, коли спостереження проводилися з різних точок орбіти Землі: першого разу – з найближчого положення Землі до

Рис.1

Юпітера, другого разу – через декілька місяців, коли Земля віддалилася від Юпітера. Ремер пояснив це запізнення тим, що світло витрачає 22 хвилини на проходження від місця першого спостереження до місця другого спостереження. У своїх розрахунках він отримав величину 215 000 000 м/с. Похибка пояснюється малою точністю вимірювань та неточним знанням на той момент радіуса орбіти Землі.

У 1849 році швидкість світла виміряв А.І.Л. Фізо і отримав результат с = 313 000 км/с. Вимірювання проводилося лабораторним методом (у рамках Землі). Дослід будувався на проходженні світлом точно відомої відстані.

Схема досліду наведена на рисунку 2.

Було зроблено ще багато інших спроб. Наприклад, до цього долучився і використав досконалий метод дзеркал, що

Рис.2

обертаються американський фізик А. Майкельсон.

Була виміряна швидкість світла у різних прозорих речовинах. Виявилося, що в усіх речовинах вона менша, ніж у вакуумі. Пояснюється це взаємодією світла з атомами речовини.

Поглинання та відбивання світла. На межі поділу середовищ для електромагнітних хвиль (для світла також) спостерігаються явища відбивання та заломлення, які можна описати відповідними законами. Розглянемо тонкий світловий пучок, що спадає з повітря на поверхню води (рис.3). В точці падіння частина світлового пучка відбивається – повертається у повітря, а частина проходить у воду і при цьому заломлюється. За законом збереження енергії одну частину всієї енергії випромінювання пучка, що спадає в точку О, уносять відбиті промені, а

друга частина залишається заломленим променям.

Рис.3