Брзина светлости је такође важан параметар светлости, њено одређивање у историји развоја оптике има веома посебан и важан значај, не само да промовише дубоки развој оптичких експеримената, већ и да разбије традиционални концепт оптике. брзина светлости бесконачна. У развоју теоријског проучавања физике, одређивање брзине светлости за теорију честица и теорију флуктуације у дебати даје основу за расуђивање и на крају промовише откриће и развој Ајнштајнове теорије релативности.
Како се мери брзина светлости
1. Пролог за мерење брзине светлости
У физици је постојао спор око брзине светлости. И Кеплер и Декарт су веровали да светлост путује без времена и у трену. Галилео је веровао да се брзина светлости, иако необично велика, може измерити, а 1607. године Галилеј је извео најранији експеримент за мерење брзине светлости. Галилејев метод мерења је да две особе стоје на 1,6093 км једна од друге на врху две планине, свака са лампом, прва особа која је подигла лампу, када је друга особа видела да лампа прве особе одмах подиже своју лампу, од прва особа која је подигла лампу да би видела лампу друге особе је интервал између времена ширења светлости, а затим ће према удаљености између два места моћи да добије брзину ширења светлости. Међутим, с обзиром да је брзина ширења светлости пребрза, заједно са посматрачем мора имати и одређено време реакције, тако да Галилејеви покушаји нису успели, али Галилејев експеримент представља отварање људске историје о брзини ширења светлости за мерење увод у студију.
2. Астрономско мерење
1676. дански астроном Рøмер први је предложио ефикаснији метод мерења брзине светлости. Било који периодични процес се може користити као „сат“, а успео је да пронађе сат Јупитера, који је веома удаљен од Земље: сателит који Јупитер помрачује у сваком одређеном периоду. Приметио је да је време између два узастопна сателитска помрачења, када се Земља врати из кретања Јупитера, него што је кретање Земље према Јупитеру дуже од временске разлике од око 15 с. Ромер кроз посматрање Јупитерових сателитских помрачења и Земљиног орбиталног пречника брзине светлости: 214300км у секунди. ова вредност од брзине светлости тачности вредности разлике је веома велика, али ово није метода мерења није тачна, главна ствар је да је тада Знати радијус Земљине орбите само апроксимација, док мерење периода помрачења сателита није довољно прецизно. Касније су научници користили фотографску методу за мерење времена помрачења Јупитерових сателита, а тачност мерења Земљиног орбиталног радијуса је побољшана, користећи Ромеров метод да би пронашли брзину простирања светлости од 299840 у секунди 60км, веома близу тачна вредност савремених лабораторијских мерења.
Године 1728, енглески астроном Бредли је измерио брзину светлости користећи методу светлости која путује разлику звезда. Посматрајући звезде на Земљи, Бредли је приметио да се привидни положаји звезда непрестано мењају и да се у року од годину дана чинило да све звезде круже око елипсе са једнаким полу-дужним осама око зенита недељу дана. Он је ову појаву приписао чињеници да је било потребно неко време да светлост са звезда отпутује до земље и да је за то време Земља променила положај ротацијом, од чега је измерио брзину светлости на 299.930 км по друго.
3. Геар Меасуремент
Године 1849. француски научник Фиссот је први пут употребио дизајниран експериментални уређај за одређивање брзине ширења светлости, а његов принцип мерења био је сличан Галилејевом. Поставио је тачкасти извор светлости у жижну тачку сочива, између сочива и извора светлости да би поставио зупчаник, у сочиво на другој страни друге стране другог сочива и равно огледало постављено заузврат, равно огледало се налази у фокусу другог сочива. Тачкасти извор светлости који се емитује кроз зупчанике и сочива у паралелно светло, паралелно светло кроз друго сочиво, а затим у равно огледало окупљено у тачки, у равном огледалу након рефлексије на оригиналном путу назад. Пошто зупчаник има размак и зупце, када светлост прође кроз отвор када посматрач може да види повратно светло, када се светлост нађе у сусрету са зубима, биће прикривено. Време од почетка до првог нестанка повратне светлости је време потребно светлости да направи један кружни пут, а према брзини зупчаника ово време није тешко сазнати. На овај начин, Фишер је измерио брзину светлости на 315,000 километара у секунди, а пошто су зупчаници били одређене ширине, било је тешко прецизно измерити брзину ширења светлости овом методом.
Француски физичар Фуко је 1850. године побољшао Фисов метод користећи само сочиво, ротирајуће равно огледало и конкавно огледало. Паралелна светлост конвергира у центар конкавног огледала кроз ротирајуће равно огледало, а иста брзина ротације равног огледала може се користити за проналажење времена повратног пута светлосног снопа, а брзина светлости измерена на овај начин је 298 ,000км у секунди.
4. Метода мерења у микроталасној пећници
Светлосни таласи су мали део електромагнетног спектра, научници електромагнетног спектра сваке врсте параметара електромагнетног таласа врше прецизна мерења. 1950, Еисен је предложио метод резонанције шупљине за мерење брзине светлости. Принцип мерења је: Микроталасна кроз шупљину, када је њена фреквенција одређена вредност ће резоновати, резонантна таласна дужина λ и резонантна шупљина обима обима је однос између Р као:
R=2.404825λ
И тада ће се према производу таласне дужине и фреквенције добити брзина светлости. Прецизним мерењем пречника резонантне шупљине може се одредити тачна таласна дужина резонанције, док се пречник шупљине може прецизно измерити интерферометријским методама, електромагнетна фреквенција се може тачно одредити корак по корак методом диференцијалне фреквенције. Еисен са својим предложеним методом да добије брзину светлости за 299792,5 с 1км у секунди, тачност мерења од 10-7.
5. Ласерско мерење
1972. године, Национални институт за стандарде и технологију (НИСТ) у Боулдеру, Колорадо, САД, користио је ласерску интерферометрију за одређивање брзине светлости, дајући ц=299792456.2±1.1м/с, и добијање тачности мерења до 10-9, што је 100 пута прецизније од претходног мерења. Пошто су слични експерименти дали сличне вредности за брзину светлости, 17. Међународна конференција о теговима и мерама 1983. препоручила је 299792458м/с као вредност за брзину светлости.
Слика Хронологија мерења брзине светлости
Брзина светлости је била на путу од више од 300 година мерења и коначно је финализована. У процесу истраживања, научници су савршено комбиновали теорију и праксу, прорачун и мерење и на крају добили тачну вредност брзине светлости.
Одређивање брзине светлости не утиче само на дефиницију јединице „метар“, већ и помаже даљем истраживању. Стандардне јединице као што су брзина светлости и "метар" могу изгледати тривијалне, али су сведоци напретка људске цивилизације. Наука нема граница, а пут човечанства ка истраживању света је тек почео.
