빛의 속도는 어떻게 측정하는 것인가요?

Question

시중에서 구할 수 있는 레이저를 벽에 쏘면 바로 벽에 보일 정도로 빛은 엄청나게 빠릅니다. 그런데 이렇게 빠른 빛의 속도는 어떻게 측정하는 것인가요?

Answer 1

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

레이저를 벽에 쏘면 바로 벽에 보일 정도로 빛이 빠르다는 것은 맞습니다. 이 빠른 빛의 속도는 매우 정밀한 실험 장비를 사용하여 측정할 수 있습니다. 빛의 속도를 측정하는 가장 대표적인 방법은 빛의 이동 시간을 측정하는 것입니다. 이를 위해 빛을 발생시키는 장치와 빛이 도달하는 장치를 사용합니다. 빛이 발생한 시점과 도달한 시점을 정확하게 측정하여 그 시간 간격을 계산하면 빛의 속도를 알 수 있습니다. 이 방법은 매우 정밀하고 정확한 측정 방법으로 알려져 있습니다. 또 다른 방법으로는 빛의 파장을 측정하는 것도 있습니다. 빛의 파장과 속도는 서로 비례 관계에 있기 때문에 파장을 측정하면 속도를 알 수 있습니다. 감사합니다.

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Answer 2

안녕하세요. 임종현 과학전문가입니다.

광원에서 방출한 빛을 거울에 의해 반사하여 돌아 오는 빛의 시간을 검출기로 측정하였습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

단순하게는 매우 크고 빛을 반사시킬 수 있는 인공구조물을 만들어 빛을 쏘아준 뒤 해당지점에 도달하는 시간을 측정하게되면,
시간당 거리에 대한 계산이 나오게 됩니다.

이러한 이동거리에 대한 제한을 해결하기 위하 작은 실험실에서는 광섬유를 이용한 방법, 톱니바퀴를 이용한 방법 등이 고안되어 측정에 활용되고있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

천문 현상을 이용하지 않고, 실험 장치를 이용해 빛의 속력을 측정 한 최초의 사람은 프랑스 물리학자 아르망 이폴리트 피조(1819~1896)입니다. 피조의 광속 측정 장치는 광원에서 나오는 빛이 회전하는 톱니바퀴의 톱니 틈을 통과하게 한 후 멀리 있는 거울에 부딪혀 되돌아오게 해 빛이 멀리 떨어진 두 점 사이를 왕복하는 데 걸린 시간을 재는 장치입니다.

빛의 속력은 빛이 이동한 거리를 그것을 통과하는 데 걸린 시간으로 나눈 값입니다. 그러므로 빛이 광케이블을 통해 이동한 거리(5.5km)와 빛이 카메라에 촬영되지 않을 때의 톱니바퀴의 분당 회전 수 및 톱니바퀴의 개수를 알면 빛의 속력을 구할 수 있습니다.