اَبا اِباد

Speed of light measurement by Fizeau

اندازه گیری سرعت نور به روش فیزو

در تاریخ علم مثال‌های زیادی وجود دارد از دانشمندانی که کارهای بزرگی کردند اما آنطور که شایسته است، اسمی از آن‌ها باقی نمانده.

یکی از این دانشمندان ایپولیت فیزو، فیزیکدان فرانسوی است که در پست‌های قبلی در مورد یکی از آزمایشاتش بحث کردیم. اما فیزو خدمات بزرگ دیگری هم به فیزیک کرده، از جمله طراحی آزمایش خلاقانه‌ی اندازه‌گیری سرعت نور که در این پست میخواهم به آن بپردازم. من همواره روشی برای درک عظمت کار دانشمندان دارم. اینکه خودم را می گذارم جای آنها در آن زمان با آن امکانات و از خودم می پرسم که اگر من بودم چطور چنین روشی ابداع می‌کردم.

تصور کنید در سال ۱۸۴۹ هستیم و قصد داریم آزمایشی برای اندازه گیری سرعت نور طراحی کنیم. سرعت نور ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه است و هر فاصله‌ای را برای مسیر نور انتخاب کنیم، نور در کسری از فاصله آن را طی می‌کند و ما حتی ساعتی نداریم که این کسر کوچک از زمان را اندازه گیری کند.

مدت زمانی که نور یک فاصله را طی کندحتی از مدت زمان واکنش ما برای ثبت دریافت نور، کمتر است. فیزو اما همچین آزمایشی طراحی کرد که یک آینه را در فاصله‌ی ۸ کیلومتر قرار داد. یک پرتو نور را به آینه تاباند و بازتاب نور را دریافت کرد‌. اما، در مسیر رفت و برگشت نور یک چرخ دهنده در حال چرخش قرار داد. اگر چرخ دنده آرام بچرخد، نور از همان دندانه‌ای که در مسیر رفت عبور کرده برمی گردد.

اگر چرخ دنده کمی سریع تر بچرخد، نور در مسیر رفت از یک دندانه عبور می‌کند و در مسیر برگشت به فاصله‌ی بین دو دندانه می رسد و نور به ما برنمی گردد. اگر چرخ دنده باز هم سریع تر بچرخد، نور در مسیر رفت از یک دندانه عبور می کند و در مسیر برگشت از دندانه‌ی بعدی عبور می کند.

فیزو با توجه به سرعت چرخش چرخ دنده، سرعت نور را با خطای ۵ درصد، حدود ۳۱۳۳۰۰ کیلومتر بر ثانیه اندازه گیری کرد.
دقیق‌ترین اندازه‌گیری تا آن زمان.

از جمله کارهای مهم دیگر فیزو می شود به اختراع خازن capacitor اشاره کرد که در مدارهای الکتریکی فوق العاده پرکاربرد است.

فیزو یکی از ۷۲ دانشمند و مهندس فرانسوی است که نامش بر روی برج ایفل هک شده. البته فیزو تنها شخصی بود که در زمان افتتاح برج ایفل زنده بود و توانست اسم خودش را بر روی برج ببیند.

به پاس خدمات فیزو به علم، یکی از حفره‌های سطح‌ ماه Fizeau Crator نامگذاری شده است.

 

اندازه گیری سرعت نور

اندازه گیری سرعت نور به روش فیزو

3 دیدگاه دربارهٔ «اندازه گیری سرعت نور به روش فیزو»

  1. با سلام. در دوران دبیرستان این موضوع را خوانده بودم، چند وقتی مجدد درگیرش بودن چطور سرعت نور را اندازه گرفتن که به نوشته خوب و کامل و ساده ی شما رسیدم و نام دانشمند هم دانستم. با تشکر فراوان.

  2. با درود فراوان
    در دوران مقطع دبستانی که هنوز حتی با سرعت صوت هم آشنایی نداشتیم یکی از سوالات خوب سرگرمی “چیستان” این بود: “آن چیست که از همه چیز سریعتر است ؟” که اکثرا جوابش را نمیدانستیم و ذهنمان بیشتر میرفت سراغ هواپیما و جنگنده و موشک و اینجور چیزها اما همانطور که میدانید جواب این چیستان “چشم” بود (چون هنوز با نور آشنایی نداشتیم و جواب ملموس و قابل فهم همان “چشم” بود و وقتی جواب را می شنیدیم میگفتیم عجب راسته میگه ها. و چقدر هم چیستان زیبایی بود.
    در دوران نوجوانی در دبیرستان وقتی برای اولین بار با سرعت نور آشنا شدم بنطرم مقدار آن خیلی خیلی با عظمت بود.
    و در دوران بعدی که بتدریج با شکوه و عظمت و بزرگی حیرت انگیز کائنات کمی آشنا شدم خیلی غمگین شدم و همچنان هستم، چرا که سرعت نور برای طی کردن این فواصل بسار بسیار دور واقعا ناچیز است.( فواصلی در حد میلیون ها و میلیاردها سال نوری که تازه با سرعت خیلی زیادی دارند از هم و از ما دورتر میشوند). و گویا در طبیعت واقعا چیزی سریعتر از نور وجود ندارد. اما بنده کمی تردید دارم و این محدودیت برای ذهنم قابل هضم نیست و فکر میکنم علم و دانش در آینده به سرعت هایی فراتر از سرعت نور دست خواهد یافت طوریکه برای طی کردن فواصل میلیون ها و میلیاردها سال نوری کائنات و کهکشانها متناسب باشد.
    این حرف ها شاید هم رویاپردازی و فقط در حد آرزو باشد یا شاید هم علم یک گمگشته ای دارد که روزی پیدایش خواهد کرد وگرنه با توجه به عمر کوتاه بشر که هیچ، حتی با توجه به عمر محدود کره زمین هم، با این سرعت نور نمیتوان بجایی رسید و کنه قضیه را کشف نمود. و این امر بنده را بنوع خاصی غمگین میکند.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *