Šviesos greitis vakuume nėra matuojamas. Jis turi tikslią fiksuotą vertę standartiniais vienetais. Pagal 1983 m. Tarptautinį susitarimą, metras yra apibrėžiamas kaip šviesos vakuume nuvažiuoto kelio ilgis per 1/299792458 sekundes. Šviesos greitis yra tiksliai 299 792 458 m / s. Colis yra apibrėžiamas kaip 2,54 centimetrai. Todėl nemetriniuose vienetuose šviesos greitis taip pat turi tikslią vertę. Toks apibrėžimas yra prasmingas tik todėl, kad šviesos greitis vakuume yra pastovus, ir šį faktą reikia patvirtinti eksperimentiniu būdu (žr. Ar šviesos greitis yra pastovus?). Taip pat būtina eksperimentiškai nustatyti šviesos greitį tokiose terpėse kaip vanduo ir oras.
Iki XVII amžiaus buvo tikima, kad šviesa plinta akimirksniu. Tai patvirtino mėnulio užtemimo stebėjimai. Esant ribotam šviesos greičiui, turėtų būti atidėjimas tarp Žemės padėties Mėnulio atžvilgiu ir Žemės šešėlio padėties Mėnulio paviršiuje, tačiau tokio vėlavimo nerasta. Dabar mes žinome, kad šviesos greitis yra per didelis, kad būtų galima pastebėti vėlavimą. Galilėjus abejojo šviesos greičio begalybe. Jis pasiūlė būdą, kaip tai išmatuoti, uždarant ir atidarius žibintą už kelių mylių. Nežinia, ar jis išbandė tokį eksperimentą, tačiau dėl labai didelio šviesos greičio matuoti nepavyko.
- „Salik.biz“
Pirmąjį sėkmingą c matavimą atliko Olafas Roemeris 1676 m. Jis pastebėjo, kad laikas tarp Jupiterio palydovų užtemimų yra trumpesnis, kai mažėja atstumas nuo Žemės iki Jupiterio, ir ilgesnis, kai šis atstumas didėja. Jis suprato, kad taip yra dėl to, kad keičiasi laikas, per kurį šviesa keliauja iš Jupiterio į Žemę, kai keičiasi atstumas tarp jų. Jis apskaičiavo, kad šviesos greitis yra 214 000 km / s. Netikslumas atsiranda dėl to, kad tuo metu atstumai tarp planetų dar nebuvo tiksliai apibrėžti.
1728 m. Jamesas Bradley įvertino šviesos greičio dydį stebėdamas žvaigždžių aberaciją (žvaigždės tariamos padėties pasikeitimą, kurį sukėlė Žemės judėjimas aplink Saulę). Jis pastebėjo vieną iš žvaigždžių „Draco“žvaigždyne ir nustatė, kad akivaizdi jos padėtis kinta per metus. Šis efektas veikia visas žvaigždes, priešingai nei paralaksas, kuris labiau pastebimas šalia esančioms žvaigždėms. Aberracija yra panaši į judesio poveikį lietaus kritimo kampui. Jei stovite ir nėra vėjo, tada lašai kris vertikaliai ant galvos. Jei bėgate, paaiškėja, kad lietus ateina kampu ir trenkia į veidą. Bradley išmatavo šį žvaigždės kampą. Žinodamas Žemės judėjimo aplink Saulę greitį, jis nustatė, kad šviesos greitis yra 301 000 km / s.
Pirmąjį c matavimą žemėje Armandas Fizeau padarė 1849 m. Jis panaudojo šviesos atspindį nuo veidrodžio, esančio už 8 km. Šviesos spindulys praėjo pro tarpą tarp greitai besisukančio rato dantų. Sukimosi greitis buvo padidintas, kol atsispindėjęs spindulys tapo matomas kitame tarpe. Apskaičiuota c vertė pasirodė esanti 315 000 km / s. Po metų Leon Foucault patobulino šį metodą, naudodamas besisukantį veidrodį ir gavo daug tikslesnę 298 000 km / s vertę. Patobulintas metodas buvo pakankamai tikslus, kad būtų galima nustatyti, jog šviesos greitis vandenyje yra lėtesnis nei ore.
Po to, kai Maksvelas paskelbė savo elektromagnetizmo teoriją, tapo įmanoma nustatyti netiesioginį šviesos greitį pagal magnetinio ir elektrinio pralaidumo vertes. Weberis ir Kohlrauschas pirmieji tai padarė 1857 m. 1907 m. Rose ir Dorsey tokiu pačiu greičiu pasiekė 299 788 km / s. Tuo metu tai buvo tiksliausia vertė.
Vėliau tikslumui pagerinti buvo pritaikytos papildomos priemonės. Pavyzdžiui, buvo atsižvelgta į šviesos lūžio rodiklį ore. 1958 m. „Froome“, naudodamas mikrobangų interferometrą ir „Kerr“elektro-optinę sklendę, įgijo 299792,5 km / s vertę. Po 1970 m. Buvo galima atlikti dar tikslesnius matavimus, naudojant labai stabilų lazerį ir precizinį cezio laikrodį. Iki tol standartinio matuoklio tikslumas buvo didesnis nei šviesos greičio matavimo tikslumas. O dabar šviesos greitis tapo žinomas pliuso ar minuso 1 m / s tikslumu. Dabar nustatant skaitiklį yra praktiškiau naudoti šviesos greitį. 1 metro atstumo standartas dabar nustatomas naudojant atominį laikrodį ir lazerį.
Lentelėje pateikiami pagrindiniai šviesos greičio matavimo etapai (Froome ir Essen):
Reklaminis vaizdo įrašas:
| data | Autoriai | Metodas | km / s | Klaida |
|---|---|---|---|---|
| 1676 metai | Olaus Roemerio | Jupiterio mėnuliai | 214 000 | |
| 1726 metai | Jamesas Bradley | Žvaigždžių aberacija | 301 000 | |
| 1849 metai | Armandas fizeau | Pavara | 315 000 | |
| 1862 m | Leonas foucault | Besisukantis veidrodis | 298 000 | ± 500 |
| 1879 metai | Albertas michelsonas | Besisukantis veidrodis | 299 910 | ± 50 |
| 1907 m | Rosa, Dorsay | EM konstantos | 299 788 | ± 30 |
| 1926 metai | Albertas michelsonas | Besisukantis veidrodis | 299 796 | ± 4 |
| 1947 metai | Esenas, Gorden-Smith | Rezonansinis rezonatorius | 299 792 | ± 3 |
| 1958 metai | KDFroome | Radijo interferometras | 299 792,5 | ± 0,1 |
| 1973 m | Evanson ir kt | Lazerinis interferometras | 299 792.4574 | ± 0,001 |
| 1983 m | CGPM | Priimta vertė | 299 792,458 | 0 |