Номер 3, страница 90, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Движение, взаимодействие, масса. Параграф 24. Измерение скорости. Вопросы и задания - номер 3, страница 90.

Условие.

3. На чём основан астрономический метод определения скорости света?

Решение.

Астрономический метод определения скорости света основан на наблюдении за небесными явлениями, на которые влияет конечное время распространения света на космических расстояниях. Исторически сложилось несколько таких методов, наиболее важными из которых являются метод Рёмера и метод Брэдли.

Метод Олафа Рёмера (1676 г.) основан на наблюдении за затмениями спутника Юпитера Ио. Рёмер обнаружил, что промежутки времени между последовательными вхождениями Ио в тень Юпитера непостоянны. Когда Земля, двигаясь по своей орбите, удаляется от Юпитера, наблюдаемый период между затмениями становится больше. Когда Земля приближается к Юпитеру — меньше. Рёмер объяснил это тем, что свету от Ио требуется разное время, чтобы достичь Земли, в зависимости от взаимного расположения планет. Накопленная за полгода разница во времени ($\Delta t$) соответствует времени, за которое свет проходит расстояние, равное диаметру земной орбиты ($\text{D}$). Скорость света ($\text{c}$) вычисляется по формуле:

$c = \frac{D}{\Delta t}$

Этот метод впервые доказал, что скорость света конечна, и позволил получить её первую оценку, которая составила примерно 220 000 км/с.

Метод Джеймса Брэдли (1728 г.) основан на явлении годичной аберрации света. Брэдли заметил, что видимые положения звёзд на небе в течение года описывают небольшие эллипсы. Это происходит не из-за параллакса, а из-за сложения скорости света со скоростью движения Земли по орбите. Подобно тому, как бегущему человеку кажется, что вертикальный дождь идёт под углом, для наблюдения звезды в телескоп его необходимо немного наклонить в направлении движения Земли. Угол аберрации ($\alpha$) связан с орбитальной скоростью Земли ($\text{v}$) и скоростью света ($\text{c}$) соотношением:

$\tan(\alpha) \approx \frac{v}{c}$

Измерив угол аберрации и зная скорость Земли, Брэдли смог вычислить скорость света со значительно большей точностью, получив значение около 301 000 км/с.

Ответ: Астрономический метод определения скорости света основан на анализе явлений, в которых проявляется конечность скорости распространения света в масштабах Солнечной системы. К таким явлениям относятся наблюдаемые изменения в периодичности затмений спутников планет (метод Рёмера) и кажущееся смещение положения звёзд из-за движения Земли по орбите (аберрация света, метод Брэдли). Метод заключается в измерении временных задержек или угловых смещений и их сопоставлении с известными астрономическими расстояниями и скоростями.