ام العالم فيزو بإجراء تجربته لتحديد سرعة الضوء مستخدما جهاز ذكي يتكون من عجلة مسننة ومرآتين , إحداهما عاكسة تماما والأخرى شبه عاكسة (تعكس جزءا من الضوء بينما ينفذ الجزء الآخر من خلالها )
الجهاز التجريبي المستخدم :
1) يصدر منبع ضوئي s فينعكس الضوء على المرآة الأولى (شبه العاكسة ) فتقطع الحزمة الضوئية مسافة d بين نقطتين A و B , (ذهابا وإيابا) ثم يتم الانعكاس مرة ثانية على المرآة العاكسة تماما عندA فتنفذ الحزمة المنعكسة عبر المرآة نصف العاكسة لتصل إلى العين
2) توضع العجلة المسننة المؤلفة من 720 سنا و 720 تجويفا , بحيث يمر الشعاع الضوئي خلال تجويفها عند الذهاب والإياب .
3) المسافة التي يقطعها الضوء بين موقعين A في مدينة " موتمارت " , B جبل " فاليريان " بـ"سوران" . المسافة بينهما تساوي
d= 8633 m .
4) تمكن فيزو من تحديد أكبر سرعة لدوران العجلة المسننة التي من أجلها يقطع الضوء مسافة الذهاب والإياب من خلال تجويفه واحدة أي من بين سنين مجاورين للعجلة , وهكذا يرى المشاهد الضوء بصفة مستمرة , والتي بمجرد تجاوزها يختفي الاشعاع الضوئي . وقد وجد أن السرعة الحدية لدوران العجلة تساوي
rev /s v = 12.6 ( دورة في الثانية = rev/s )
تحديد سرعة الضوء :
إذا كانت سرعة الضوء هي c ، فإن الضوء يقطع ذهابا و إيابا
المسافةd خلال المدة الزمنية t التي تدور فيها العجلة الزاوية موافقة لسن واحد.
هذه الزاوية تساوي: 0.25°=(720 ×2) :° 360 ، (لأن دورة واحدة توافق 360° (قطاعات زاوية) التي تحصر سنا أو تجويفا هو 720)×2).
بما أن القرص ينجز12.6 دورة في الثانية. أي 12.6 x 360°توافق 1 ثانية.
فإن الزمن t الذي تدور فيه العجلة بزاوية موافقة لسن واحد أي ب: يساوي:
360 × t= 0.25: (12.6)
5.51 X 10-5 s =
الضوء يقطع المسافة D = 2 d خلال نفس الزمن t، ومنه
سرعة الضوء c = D/ t = 2 d/t
2 d= 2×8633 m
t= 5.51 x 10-5 s
فنحصل على :
c= 3.13×108 m/s
وهي قيمة قريبة جدا من القيمة المعروفة حاليا :
c = 3.0×108 m/s
مراجعة تراكمية :
59 ) حول كلا من القياسات التالية إلى ما يعادلها بالثواني :
a ) 58 n s
b ) 0.046 Gs
c ) 9270 ms
d ) 12.3 ks
الحل:
a ) s 58 x 10 -9 = 5.8 x 10-8
b ) 0.046 x 109 = 4.6 x 107 s
c ) 9270 x 10-3 = 9.27 s
d ) 12.3 ks x 103 = 1.23 x 104 s
