Основы научных исследований. Анкудинов И.Г - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

При определении скорости света основной проблемой является
необходимость измерения очень коротких промежутков времени, причем
точность измерения времени определяет точность определения скорости
света. В 1675 г. датский астроном Ремер нашел подход к решению этой
проблемы, увеличив размеры своей "лаборатории" до масштабов Солнечной
системы.
тень
Ю
3
спутник
З
3
З
2
СЮ
2
З
1
Ю
1
Рис.1.1
На рис.1.1 изображены Земля и Юпитер, движущиеся по своим орбитам.
Период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет примерно 12 лет. С
помощью оптических приборов Ремер уверенно наблюдал движение одного
из спутников Юпитера с периодом обращения около 2 суток. В положении
Земли З
1
можно было зафиксировать ряд последовательных затмений
спутника Юпитера и предвычислить моменты последующих затмений. Через
полгода Земля перемещалась в положение З
2
, и можно было сравнить
результаты предсказанных и реальных моментов затмений. Оказалось, что
затмения "опаздывают" на 16 минут. Еще через полгода, когда Земля
перемещалась в положение З
3
, результаты предсказаний и наблюдений вновь
совпадали. Ремер связал эти 16 минут опоздания с тем, что свет должен
дополнительно пройти расстояние, равное двум радиусам орбиты Земли, то
есть примерно 300 млн. км.
Отметим методически важные моменты измерений в приведенном примере:
поскольку было невозможно измерить короткие промежутки времени с
высокой точностью, ученый нашел способ
перейти к измерению
относительно больших промежутков;
при измерении часто присутствуют мешающие факторы, в данном случае –
это некоторое смещение Юпитера по своей орбите за полгода.
Одна из важнейших задач механики – определение ускорения свободного
падения g. Для этого средневековый ученый мог поступить следующим
образом. Зная закон равноускоренного движения тела при нулевой начальной
скорости
под действием силы тяжести, можно вычислить ускорение по
формуле
2
2
t
h
g =
,
где h – высота падения, t – время падения.
Очевидно, что чем точнее будут измерены параметры – высота и время
падения, тем точнее будет и результат. Как и в предыдущем примере, для

Страницы