Original: http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SpeedOfLight/measure_c.html

Оригінал: Філіп Гіббс, 1997 р.

До сімнадцятого століття було прийнято вважати, що світло передається миттєво. Це підтверджується спостереженням, що не існує помітне відставання в положенні тінь Землі на Місяці під час місячного затемнення, яке в іншому випадку було б очікувати, якщо с кінцеві. В даний час, ми знаємо, що світло рухається занадто швидко для лаг, щоб бути помітним. Галілей сумнівався, що швидкість світла нескінченна, і він розробив експеримент з вимірювання, що швидкість вручну покриття і виявлення ліхтарів, які перебували на відстані декількох миль один від одного. Ми не знаємо, якщо він коли-небудь намагався експеримент, але знову ж таки з занадто висока для такого способу, щоб дати хоча б віддалено точну відповідь.

Перше успішне вимір C було зроблено Олаф Ремер в 1676 році Він зауважив, що, в залежності від геометрії Землі-Сонце-Юпітер, там може бути різниця до 1000 секунд між передбаченим час затемнень супутників Юпітера, і фактичні часи, які спостерігалися ці затемнення. Він правильно передбачив, що це через різної довжини часу, яке потрібно світла, щоб подорожувати від Юпітера на Землю як відстань між цими двома планетами змінюється. Він отримав величину с еквівалентної 214000 км/с, що було дуже приблизними, оскільки планетарні відстані були точно відомі в той час.

У 1728 році Джеймс Бредлі зробив ще одну оцінку, спостерігаючи за зоряну аберацію, будучи здається зміщення зірок через рух Землі навколо Сонця Він спостерігав зірку в Драко і виявив, що його видиме становище змінилося протягом усього року. Всі зіркові позиції в рівній мірі відбивається таким чином. (Це відрізняє зоряну аберацію від паралакса, яка більше для сусідніх зірок, ніж для далеких зірок.) Щоб зрозуміти аберацію, корисна аналогія уявити, який ефект вашого руху на кут, при якому дощ падає повз вас, як ви запустите крізь це. Якщо ви стоїте на місці під дощем, коли немає вітру, він падає вертикально на голові. Якщо ви працюєте через дощ, він приходить на вас під кутом, і вдаряє вас на фронті. Бредлі вимірюється цей кут для зоряного світла, і знаючи швидкість Землі навколо Сонця, він знайшов значення для швидкості світла 301000 км/с.

Перший вимір с, яка не використала небес був Арманом Фізо в 1849. Він використовував промінь світла, відбитого від дзеркала 8 км. Луч був спрямований на зубах швидко обертового колеса. Швидкість колеса збільшувалася до тих пір, поки його рух було таким, що двосторонній прохід світлового збігся з рухом окружності колеса на один зуб. Це дало значення для З 315000 км/с. Леон Фуко поліпшив цей результат вже через рік за допомогою обертових дзеркал, що давало набагато більше точне значення 298000 км/с. Його техніка була досить хороша, щоб підтвердити, що світло поширюється у воді повільніше, ніж в повітрі.

Після того, як Максвелл опублікував свою теорію електромагнетизму, стало можливим обчислити швидкість світла побічно замість вимірювання магнітної проникності і електричної проникності вільного простору. Вперше це було зроблено Вебером і Кольраушем в 1857 р. У 1907 році Роза і Дорсі отримано 299 788 км/с таким чином. Це було найточніше значення в той час.

Багато інші методи були згодом використані для подальшого підвищення точності вимірювання C, так що незабаром стало необхідним для корекції показника заломлення повітря, так як С швидкості світла у вакуумі. У 1958 р Фрум отримав значення 299 792.5 км/с з використанням СВЧ-інтерферометр і затвора Керра. Після 1970 року розвиток лазерів з високою спектральної стабільністю і точних цезієвого годинника стало можливим навіть кращі вимірювання. До сих пір, змінюючи визначення метра завжди залишалися попереду точності при вимірюванні швидкості світла. Але до 1970 року точка була досягнута, коли швидкість світла була відома в межах похибки плюс або мінус 1 м/с. Він став більш практичним, щоб зафіксувати значення з у визначенні метра і використовувати атомний годинник і лазери для вимірювання точні відстані замість цього. В даний час, швидкість світла у вакуумі визначається мати точне фіксоване значення, коли в умовних одиницях. З 1983 метр був визначений міжнародним договором, як відстань, яку проходить світло у вакуумі за проміжок часу 1/299 792 458 секунди. Це робить швидкість світла точно 299 792,458 км/с. (Крім того, оскільки дюйма тепер визначається як 2,54 сантиметрів, швидкість світла також має точне значення в британських одиницях.) Це визначення має сенс лише тому, що швидкість світла у вакуумі вимірюється мати таке ж значення, усіма спостерігачами; факт, який підлягає експериментальної перевірки (див. запитання й відповіді по теорії відносності стаття Чи є швидкість світла постійною величиною?). Експерименти як і раніше необхідні для вимірювання швидкості світла в середовищах, таких як повітря і вода.

Ця таблиця дає деякі з кращих вимірювань відповідно до Фрума і Ессена:

Дата	Автор	Метод	Результат (км/с)	Помилка
1676	Олаф Ремер	Супутники Юпітера	214 000
1726	Джеймс Бредлі	Зоряна аберація	301 000
1849	Арманд Фіцо	Зубчасті колеса	315 000
1862	Леон Фоуколт	Дзеркало, що обертається	298 000	+-500
1879	Альберт Мічельсон	Дзеркало, що обертається	299 910	+-50
1907	Роза, Дорсей	Електромагнітні постійні величини	299 788	+-30
1926	Альберт Мічельсон	Дзеркало, що обертається	299 796	+-4
1947	Ессен, Горден-Сміт	Резонатор заглибини	299 792	+-3
1958	К. Д. Фрум	Радіоінтерферометр	299 792,5	+-0,1
1973	Евансон та ін.	Лазери	299 792,4574	+-0,001
1983		Прийняте значення	299 792,458

Джерела інформації:

Двадцяте століття фізики, Том 2, ВГД / AIP прес.

Наукова бібліотека Гатчінсона.

Швидкість світла і радіохвиль, Фрум і Ессен.