Номер 1, страница 214 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 6. Электромагнитная природа света. Параграф 51. Скорость света. Методы определения скорости света. Вопросы - номер 1, страница 214.

Условие.

1. На чём основан астрономический метод определения скорости света?

Решение.

1. На чём основан астрономический метод определения скорости света?

Первые астрономические методы определения скорости света основаны на наблюдении за небесными телами и учёте конечности времени, которое требуется свету для преодоления огромных межпланетных расстояний. Существует два основных исторических метода:

Метод Олафа Рёмера (1676 г.): Этот метод основан на наблюдении за затмениями спутника Юпитера Ио. Рёмер заметил, что промежутки времени между последовательными затмениями Ио (когда спутник заходит в тень Юпитера) не являются постоянными.

Когда Земля в своём движении по орбите удаляется от Юпитера, наблюдаемые промежутки времени между затмениями увеличиваются. Это происходит потому, что свету от каждого следующего затмения приходится преодолевать всё большее расстояние до Земли. Когда Земля, наоборот, приближается к Юпитеру, промежутки времени между затмениями сокращаются.

Рёмер измерил, что максимальная задержка в наступлении затмения за полгода, пока Земля перемещается из точки орбиты, ближайшей к Юпитеру, в самую дальнюю, составляет около 22 минут (более точное современное значение – примерно 16.6 минут). Это время $\text{t}$ и есть время, за которое свет проходит расстояние, равное диаметру земной орбиты $\text{D}$. Зная диаметр орбиты, можно вычислить скорость света $\text{c}$ по формуле:

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

Этот метод впервые доказал, что скорость света конечна, и дал её первую количественную оценку.

Метод Джеймса Брэдли (1728 г.): Этот метод основан на явлении годичной аберрации света звёзд. Аберрация — это кажущееся смещение положения звезды на небесной сфере, вызванное движением Земли по орбите вокруг Солнца. Из-за того, что свет движется с конечной скоростью $\text{c}$, а Земля — со скоростью $\text{v}$, телескоп для наблюдения звезды необходимо немного наклонять в сторону движения Земли. Угол наклона (угол аберрации) $\alpha$ связан со скоростями соотношением $\tan(\alpha) \approx \frac{v}{c}$. Измерив угол $\alpha$ и зная скорость движения Земли $\text{v}$, Брэдли смог вычислить скорость света с большей точностью, чем Рёмер.

Ответ: Астрономический метод определения скорости света основан на измерении времени запаздывания световых сигналов от небесных тел (например, затмений спутников Юпитера) из-за изменения расстояния до них вследствие движения Земли по орбите. Зная это время и изменение расстояния, можно рассчитать скорость света.