光速の測定

光速の測定 日常生活において光の進む速さ（光速= 光速度

日常生活において光の進む速さ（光速=光速度）について意識することはありませんし、光はどんなに離れていても一瞬で伝わる、つまり速さが無限大であるかのように感じてしまいます。しかし17世紀頃には科学者たちは光速が有限であることに気付き始めたようです。ガリレオ・ガリレイ、レーマー、ブラッドリー、フィゾー、フーコー（qGARA）、マイケルソンら様々な科学者が光速の測定を試みました。その中でフィゾーの実験についてはどの教科書にも載っているので本項で解説しておきます。

世界で初めて光速の値を示したのは レーマー ＊ オーレ・クリステンセン・レーマー、17世紀のデンマークの天文学者。イタリアの天文学者ジョヴァンニ・カッシーニの観測データを使って光速度を計算しました。 閉じる といわれています。

木星の周りを回る衛星イオが、地球から見たときに木星の裏側に隠れる、いわゆる”食”の現象が周期的に起こらないことから、光の速さは有限で、地球が太陽の周りを回ってイオから離れる距離の分だけ”食”の現象を伝える光の到達時間が遅くなる、とレーマーは考えました。この仮説により 2.1×10 8 m/s という光速の値を導き出しました。この値は 299792458 m/s からは大きくズレてますが桁は一応合ってます。実際の計算方法は複雑なのでここでは説明しません。興味のある方は「レーマー 光速」などのキーワードで検索してみてください。

フィゾーの実験

その後、地上で光速を測定したのがフィゾー ＊ 19世紀のフランスの物理学者 アルマン・フィゾー 閉じる です。

光が往復する距離を高速シャッターの開閉時間で割れば、光の速度を割り出せます。

歯車から反射鏡までの距離を \(L\) [m] とすると光が往復する距離 は \(2L\) [m] です。

よって、光の速さ \(c\) は、光が往復する距離を高速シャッターの開閉時間で割って、

当時のフィゾーの実験では、歯車の回転数 \(n\)=12.6Hz 、歯の総数 \(N\)=720 、距離 \(L\)=8633m で、その結果 \(c\)=3.13×10 8 m/s という値を得ています。レーマーの示した値よりも正確です。

そうしますと、上で \(\) としていた部分が \(\) となります。しかしこのようにしたときというのは、歯車の回転数（回転スピード）が倍になっていますので、\(\) の \(n\) の部分が倍になります。フィゾーの実際の実験における歯車の回転数 12.6Hz であるところが 25.2Hz になるということです。これはトータルでは計算結果が変わらないということになります。

\(n\) の2倍を \(n'\) と置いてまとめますと、

間の空いてる部分に戻る（明るくなる） とした場合 \(c = 2L ÷ = 2n'NL\) [m/s]