[علاء ناصر حسين]

كيف قام العلماء بقياس سرعة الضوء ؟





اختلف الناس منذ القدم في سرعة الضوء ، هل هي سرعة محددة أم لا نهائية . ولكن عالم الطبيعة الإيطالي غاليليو صمّم في أوائل القرن السابع عشر الميلادي ، تجربته لقياس سرعة الضوء ليحسم الأمر . أرسل غاليليو أحد المساعدين إلى هضبة بعيدة مع التعلـيمات له بفتح غطاء فانوس يحمله عندما يشاهد غاليليو الموجود على هضبة أخرى يفتح غطاء فانوسه . وكان هدف غاليليو أنه بمعرفته للمسافة بين الهضبتين يستطيع حساب سرعة الضوء بوساطة قياسه للزمن بين لحظة فتحه للغطاء ولحظة رؤيته لضوء الفانوس الثاني . وفشلت التجربة على الرّغم من أن تفكير غاليليو كان معقولاً . ولأن سرعة الضوء عالية جداً لذلك لم يستطع حساب الزمن القصير.

أتى الفلكي الدنماركي أولاوس رومير في حوالي 1675م بشواهد برهنت على أن الضوء ينتقل بسرعة ثابتة (محدودة) . ولاحظ رومير خلال عمله في باريس أن الفترة الفاصلة بين اختفاء أقمار المشتري خلف الكواكب يتغير بتغير المسافة بين المشتري والأرض ، وأدرك بالتالي أن السرعة الثابتة للضوء تسبب هذا الاختلاف في الوقت الفاصل . وأشارت ملاحظات رومير إلى أن سرعة الضوء الثابتة هي 226,000كم/ثانية ، ويمثل هذا الرقم 25% من السرعة الفعلـية .

وتوصّل الفيزيائي الأمريكي ألبرت مايكلسن في سنة 1926م إلى واحدة من القياسات الدقيقة لسرعة الضوء ، حيث استخدم مرآة تدور بسرعة تعكس الشعاع من الضوء إلى عاكس بعيد . ثم إن الشعاع العائد انعكس مرة أخرى إلى الملاحظ بوساطة المرآة الدوارة . ثبّت مايكلسن سرعة المرآة بحيث ترجع إلى الزاوية الصحيحة خلال زمن مسار الضوء إلى العاكس ورجوعه مرة أخرى . سرعة المرآة إذن تشير إلى سرعة الضوء . استخدم مايكلسن في الحقيقة عدة مرايا على أسطوانة ، بحيث إن زاوية دوران الأسطوانة أثناء انتقال الضوء إلى العاكس ورجوعه ، تكون صغيرة . واستنتج من ذلك أن سرعة الضوء تساوي 299,796كم/ثانية . ونسبة الخطأ المحتمل في هذا الرقم أقل من أربعة كيلومترات لكل ثانية.




منقول للفائدة

:cool: