ПРЯМОЛІНІЙНІСТЬ ПОШИРЕННЯ СВІТЛА
РОЗДІЛ 3. СВІТЛОВІ ЯВИЩА
§15 . ПРЯМОЛІНІЙНІСТЬ ПОШИРЕННЯ СВІТЛА
3. ПРЯМОЛІНІЙНІСТЬ ПОШИРЕННЯ СВІТЛА
Як свідчить дослід, світло в порожнечі (вакуумі) або однорідному середовищі поширюється прямолінійно.
Саме через це частини прямої, на які її розбиває точка, у геометрії також називають променями.
Однак у неоднорідному середовищі промені світла викривляються, завдяки чому, наприклад, виникають міражі. Про це ми розповімо далі.
ПРОВЕДЕМО ДОСЛІД
Фізичною моделлю прямолінійного відрізка може бути туго натягнута нитка.
Прямолінійність поширення світла часто використовують, щоб перевірити прямолінійність лінійки або бруска (рис. 15.7). З прямолінійністю поширення світла були добре обізнані стародавні будівельники: уже в Стародавньому Єгипті цю властивість світла використовували, щоб перевіряти прямолінійність під час будування доріг та пірамід.
ЯК ВИМІРИЛИ ШВИДКІСТЬ СВІТЛА?
Першу спробу вимірити швидкість світла здійснив Галілео Галілей на початку 17-го століття. Він
Уперше вимірив швидкість світла в другій половині 17-го століття данський астроном Оле Ремер. Протягом декількох років він спостерігав рух одного із супутників Юпітера – найбільшої планети Сонячної системи. Цей супутник було добре видно в телескоп, коли він виходив з тіні величезного Юпітера. На рис. 15.8 ви бачите Юпітер та його супутник (світлий малий кружок праворуч).
Ремер помітив, що протягом однієї половини земного року період обертання супутника чомусь поступово збільшується, а протягом другої – знову зменшується до попередньої величини. І Ремер здогадався, у чому річ!
Близько півроку Земля віддаляється від Юпітера, а потім близько півроку – наближається. Коли Земля віддаляється від Юпітера, світлу доводиться щоразу пролітати більшу відстань, щоб “повідомити” земного астронома про чергову появу супутника з тіні Юпітера. Ось астрономові й здається, що кожна нова поява супутника відбувається трохи пізніше від “призначеного терміну”! Зате протягом наступної половини року, коли Земля наближається до Юпітера, супутник починає виходити з тіні Юпітера з дедалі більшим “випередженням”, оскільки світлу щоразу потрібно проходити меншу відстань.
Виміривши відповідні “запізнення” й “випередження” в появі супутника з тіні Юпітера, Ремер зміг обчислити швидкість світла. За його розрахунками вона становила близько двохсот тисяч кілометрів за секунду, тобто в півтора раза менше, ніж показали проведені пізніше точніші виміри.
Виконали їх незалежно один від одного в середині 19-го століття французькі фізики Жан Фуко й Арман Фізо1. Вони, як і Галілей, вимірювали проміжок часу, протягом якого світло “пробігало туди й назад” на відстань у кілька кілометрів. Цей дуже малий проміжок часу вчені виміряли за допомогою пристроїв, які не можна було побудувати за часів Галілея: Фуко скористався швидкообертовою дзеркальною призмою, а Фізо – швидкообертовим зубчастим колесом.
1 Ці вчені зі схожими прізвищами не тільки вимірили швидкість світла практично одночасно та незалежно один від одного – вони й народилися в одному місті (Парижі) з різницею всього в 5 днів!
