Швидкість світла - абсолютна величина швидкості розповсюдження електромагнітних хвиль в вакуумі. В фізиці традиційно позначається латинською буквою "c". Швидкість світла у вакуумі - фундаментальна постійна, яка не залежить від вибору інерціальної системи відліку. Вона належить до фундаментальних фізичних постійних, які характеризують не просто окремі тіла, а властивості простору-часу в цілому. За сучасними уявленнями, швидкість світла у вакуумі - гранична швидкість руху частинок і поширення взаємодій.

Час поширення світлового променя в масштабній моделі Земля-Місяць. Для подолання відстані від поверхні Землі до поверхні Місяця світла потрібно 1,255 с.

Точна швидкість світла дорівнює: c = 299 792 458 м/с.

Методи визначення швидкості світла

Досліди з визначення швидкості світла робив ще Галілео Галілей. Піднявшись із своїм учнем на вершини сусідніх гір, вони обмінювалися сигналами ліхтарів, визначаючи час затримки між надсиланням та отриманням сигналу. Потім цей дослід повторювали для більшої відстані між горами, щоб відняти час реакції людини. Галілей дійшов висновку, що швидкість світла набагато більша за можливості такого методу вимірювання.

Історично першу оцінку швидкості світла зробив Оле Ремер 1675 року. Ремер спостерігав затемнення супутників Юпітера й зауважив, що вони відбуваються не зовсім регулярно. За його спостереженнями відхилення досягало 22 хвилин від розрахункового. Зміни в ритмі затемнень відбувалися із певною закономірністю. У міру того як Земля (у її русі орбітою навколо Сонця) наближалась до Юпітера, затемнення Іо наставали все раніше й раніше очікуваного моменту, а з віддаленням Землі вони наставали дедалі пізніше. Ремер припустив, що така нерегулярність зумовлена різницею у відстані від між Юпітером і Землею, а, отже, зміною проміжку часу, який потрібен світлу, щоб досягнути Землі. 22 хвилини — це час, який потрібен світлу, щоб подолати відстань, яка дорівнює діаметру орбіти Землі. З урахуванням оцінки розмірів земної орбіти на той час, Ремер обчислив, що швидкість світла становить 214 тис. км/с. Таким чином, вперше вдалося отримати значення швидкості світла з непоганою точністю, а розбіжність із сучасними даними пояснюється похибкою в обчисленні часу затемнень — насправді затримка становить 17 хвилин. Принциповим для подальшого розвитку фізики стало не чисельне значення швидкості, а експериментальне підтвердження того, що швидкість світла скінчена.

астрономом Д. Бредлеєм у 1727 р.

Джеймс Брадлей народився в березні в Шерборні (графство Глостершир). Був членом Лондонського королівського товариства (з 1718),  професор  Оксфордського університету (з 1721), директор Грінвічської обсерваторії (з 1742). Спостерігаючи за зірками, він виявив, що всі зірки на небі за рік описують невеликі еліпси. Розмір великої півосі еліпсів усіх зірок становить а = 20,45 кутовий розмір. Ці еліпси не можна пояснити паралаксом, тобто видимим (позірним) зміщенням об'єкта, що розглядається, яке зумовлене зміною точки спостереження. Для зірок, що знаходяться на різній відстані від Землі еліпси різні.

Земля рухається зі швидкістю 29,8 км/с разом із телескопом. За час проходження світла через тубус, Земля зміщується, і  виявляється, що зірка знаходитиметься в іншому місці, під кутом α від істинного напрямку на неї. Для того, щоб світло потрапляло в центр окуляра, нахиляємо телескоп під кутом α.

Якщо спостерігати протягом року, то зірка, що знаходиться в напрямку, перпендикулярному до екліптики, опише за рік коло, а зірка в іншому напрямку опише еліпс, а в площині земної орбіти - відрізок - виродження еліпса.

Щоб його встановити, потрібні дуже точні прилади.

У досліді Фізо світло від джерела після фокусування лінзою потрапляло на напівпрозору пластинку. Відбившись від пластинки, сфокусований вузький пучок напрямлявся на периферію зубчатого колеса, яке швидко оберталося. Коли світло проходило між зубцями, воно потрапляло на дзеркало, яке було за кілька кілометрів від колеса. Відбившись від дзеркала, світло, перед тим як потрапить до ока спостерігача, мало пройти знову між зубцями. Поки колесо оберталося повільно, то світло, відбите від дзеркала, було видно. Із збільшенням швидкості обертання світло поступово зникало. Як це пояснити? За той час, що світло, пройшовши між двома зубцями, ішло до дзеркала й назад, колесо встигало повернутися так, що на місце прорізу ставав зубець, і тому світла не було видно.

Якщо швидкість обертання колеса й далі збільшувалась, то знову можна було спостерігати світло. Очевидно, що за час проходження світла до джерела і назад, колесо встигло повернутися настільки, що на місце попереднього прорізу потрапив наступний зубець. Знаючи цей час і відстань між колесом та дзеркалом, можна визначити швидкість світла. У досліді Фізо відстань дорівнювала 8,6 км, і для швидкості світла було отримане значення  с=313000 км/с.

Альберт Абрахам Майкельсон народився 19 грудня 1852 р. у Стрельно, Пруссія. Американський фізик, відомий винайденням названого його ім’ям інтерферометра Майкельсона та вимірюванням швидкості світла. Лауреат Нобелевської премії з фізики в 1907 р. Отже, найточніше швидкість світла виміряв А. Майкельсон у 1878 1887 pp. за такою схемою.

Від джерела S вузький пучок світла направляється на одну з граней восьмикутної призми П. Відображений від тієї грані промінь направляється на систему дзеркал Д1 Д2, які повертають промінь на грань призми П. Після відображення від призми і дзеркала Д3 промінь попадає в трубу Т, через яку спостерігають відображення світла. Призма П і дзеркала Д1 і Д2 розташовані на вершинах двох гір, віддалених на 35,4 км одна від одної. Призма приводилась в обертання й відображення S в трубі зникало. Кутову швидкість обертання призми збільшували плавно до моменту, коли можна знову спостерігати в трубі відображення джерела світла. Це можливо лише в тому випадку, коли час проходження світла від призми до дзеркал Д1 і Д2 і назад до призми дорівнює часу 1/8 оберту восьмигранної призми. При інших значеннях кутової швидкості призми промінь не попадає в трубу, спостерігач не може побачити відображення. Швидкість світла в такому випадку визначається як відношення пройденого світлом шляху до І/8 періоду обертання призми. За допомогою цієї

Сучасні методи

Останнім часом замість механічних затворів застосовують електричну комірку Керра, робота якої надійніша і тому значно підвищила точність вимірювання швидкості світла. Застосування радіолокаційних методів, мікрохвильових резонаторів дало змогу значно точніше виміряти швидкість світла. 1972 р. американські фізики визначили швидкість світла прямим методом вимірювання. Швидкість, визначена цим методом під керівництвом Івенсона, дорівнює

С = 299792450,2+ 1,2 м/с.

Джерелом світла взято гелій-неоновий лазер, який генерує випромінювання довжини хвилі 3,39 мкм. Довжина хвилі вимірюється інтерферометричним порівнянням з еталоном довжини, тобто з швидкістю хвилі у вакуумі оранжевою лінією ізотопу криптону-86.

Швидкість лазерного випромінювання вимірюється порівнянням її з атомним стандартом частоти, тобто частотою переходу між двома надтонкими квантовими рівнями атома цезію-133 у нульовому магнітному полі.

Цікавий факт

Тахіони

Жодне тіло не може подолати бар'єр швидкості світла. Однак теоретично можливе існування частинок, які завжди рухаються з надсвітловою швидкістю. Такі частинки не могли б зменшити свою швидкість до досвітлової. З іншого боку, вони не можуть брати участь у передачі інформації, бо інакше порушився б принцип причинності. Ці гіпотетичні частинки отримали назву тахіонів.