빛의 속도는 어떻게 측정가능한건가요?

Question

일반적으로 우주에서의 시간, 거리 등을 표현할 때 빛의 속도로 표현하던데

빛의 속도는 어떻게 측정이 가능한건지 그 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

빛의 속도를 측정하는 가장 일반적인 방법은 두 지점 간의 거리를 측정하고, 거리를 통과하는 빛의 속도를 계산하는 것입니다. 이 방법은 빛이 이동하는 두 지점 간의 거리를 매우 정확하게 측정해야 하므로 정밀한 장비와 측정 기술이 필요합니다.

또 다른 방법으로는 레이저를 사용하여 빛의 속도를 측정하는 방법이 있습니다. 이 방법은 레이저를 사용하여 빛을 생성하고, 이 빛이 도달하는 대상에서 반사된 빛을 측정하여 빛의 속도를 계산합니다. 이 방법은 두 지점 간의 거리를 측정하지 않아도 되지만, 정확한 레이저 및 측정 장비가 필요하며, 실험실에서 수행하는 것이 일반적입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

갈릴레이가 했죠. 떨어진 두 산에 자신과 조수가 서서 등불을 비추면 그 등불을

본 사람이 등불을 다시 비춰주는 시간으로요...하지만 이건 인간의 반사신경 측정

일 뿐이었고. 그 후의 과학적 측정은 회전하는 톱니바퀴 사이로 빛을 통과시켜서

행했습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.빛의 속도는 다양한 방법으로 측정이 가능합니다. 다음은 가장 대표적인 두 가지 방법입니다.

1. 광속계를 이용한 측정

광속계는 빛의 속도를 직접 측정하는데 사용되는 기기입니다. 광속계는 빛의 속도에 영향을 받는 광파장의 변화를 측정하여 빛의 속도를 계산합니다. 이 방법은 레이저를 사용하여 정밀한 측정이 가능하며, 빛의 속도를 매우 정확하게 측정할 수 있습니다.

1. 미국의 국제단위계에서 정의한 빛의 속도 사용

빛의 속도는 미국의 국제단위계에서 정의된 기준으로 사용됩니다. 이 기준은 빛의 속도를 299,792,458m/s로 정의하는 것입니다. 이러한 정의를 바탕으로 빛의 속도를 측정하는 다양한 실험을 수행할 수 있습니다.

이러한 방법들을 통해 빛의 속도는 매우 정밀하게 측정이 가능하며, 이를 바탕으로 다양한 과학적 연구와 기술적 발전에 활용됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

다른 것의 속도를 구하는 것과 같은 방법을 이용합니다.

즉 이동하는 시간과 거리를 측정하는 것입니다.

다만, 다른 것의 속도를 구하는 것과 차이는 빛은 왕복 시간을 측정하여 반으로 나누어 측정한다는 점입니다.

이는 기술적인 문제로 실제 구멍을 통과한 빛이 거울에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 속도를 구하게 됩니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

빛의 속도는 다양한 방법으로 측정할 수 있습니다. 아래는 대표적인 두 가지 방법입니다.

1. 로튼 검으로 측정하는 방법

• 빛의 속도를 처음으로 측정한 실험으로, 1676년에 영국의 로튼 검(Rømer)이 제안했습니다.

• 이 방법은, 지구와 목성 사이의 거리와 목성의 위성 이오의 공전 주기를 측정한 뒤, 이 주기가 변하는 것을 관측하는 것입니다.

• 목성의 위성 이오는 지구와 함께 공전하는 것이 아니라, 자신만의 공전 주기를 갖고 있습니다. 만약 이오가 지구와 목성 사이를 지날 때마다 빛을 발하는 촛불을 켜고 끄면서 신호를 보낸다면, 이 신호가 지구에 도달하는 시간 간격이 일정하지 않을 것입니다. 왜냐하면 이오와 지구의 거리가 계속 변하기 때문입니다.

• 하지만 이 거리의 변화로 인해 신호가 도달하는 시간이 어떻게 달라지는지를 측정함으로써 빛의 속도를 알아낼 수 있습니다.

1. 레이저와 거울로 측정하는 방법

• 이 방법은 레이저와 거울을 사용하여 빛이 어떻게 움직이는지를 측정하는 것입니다.

• 레이저를 하나의 지점에 대해 계속해서 발사하면서, 그 지점에서 반사되어 돌아오는 레이저를 측정합니다. 이를 반복하면서 레이저가 일정한 속도로 움직이는지를 확인합니다.

• 이 방법은 상대적으로 간단하고 정확한 측정이 가능하지만, 이전 방법보다는 덜 정밀한 측정 방법입니다.

Answer 6

빛의 속도는 물리학적인 실험으로 측정할 수 있습니다. 가장 일반적인 방법은 레이저를 사용하여 거울에 반사시켜 돌아오는 시간을 측정하는 것입니다. 이를 이용하여 빛의 속도를 계산할 수 있습니다. 다른 방법으로는 광학 섬유 케이블, 레이더, 마이크로파 등을 이용하여 빛의 속도를 측정할 수 있습니다. 이러한 빛의 속도는 물리 상수로 정의되어 있으며, 우주에서의 시간과 거리를 측정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 천문학에서는 빛의 속도를 이용하여 먼 거리의 천체에서 나오는 빛의 시간 차이를 측정하여 거리를 계산하는 등 다양한 용도로 활용됩니다.

Answer 7

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

빛의 속도는 다양한 방법으로 측정이 가능합니다.

우선 빛의 속도를 처음으로 측정한 것은 17세기 프랑스의 과학자 오렌지가이였습니다. 그는 빛이 흘러가는 시간을 측정하는 실험을 통해 빛의 속도를 계산했습니다. 하지만 이 실험은 정확도가 낮았고, 실제로 빛의 속도를 정확히 측정한 것은 19세기 후반에 알버트 아인슈타인이 제시한 상대성 이론을 바탕으로 한 실험입니다.

아인슈타인은 빛의 속도는 어떤 관점에서 측정하더라도 일정하다는 것을 제시하였습니다. 이를 검증하기 위해 알버트 미켈슨과 에드워드 모레리는 레이저를 이용한 실험을 했습니다. 이 실험에서 레이저 광선을 반사시키고 돌아오는 시간을 측정하여 빛의 속도를 계산했습니다. 이 실험은 빛의 속도가 상대적이지 않고 일정하다는 것을 입증하였고, 이후 빛의 속도는 299,792,458m/s로 정확하게 측정되었습니다.

Answer 8

안녕하세요. 선요섭 과학전문가입니다.

빛의 속도는 다양한 방법으로 측정할 수 있지만 가장 정확한 방법 중 하나는 레이저를 이용하는 것이다. 한 가지 방법에서 레이저 빔은 두 개의 빔으로 나뉘는데, 하나의 빔은 알려진 거리를 이동하고 다른 빔은 거울에서 반사되어 동일한 거리를 다시 이동합니다. 두 개의 광선이 되돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하고 알려진 거리와 비교하여 빛의 속도를 계산할 수 있습니다.

또 다른 방법은 전자기파의 특성을 이용하는 것입니다. 빛의 속도는 전자기파가 진공을 통해 전파되는 속도로 정의되므로 이러한 파동의 특성을 측정하여 빛의 속도를 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 전자기 복사의 주파수와 파장을 측정하여 빛의 속도를 계산할 수 있습니다.

Answer 9

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

마이크로초 단위로 측정할 수 있는 회로

일정한 방향으로 아주 짧은시간동안 빛을 쏴주는 광원

거울, 그리고 빛을 감지하는 장치(광검출기).

​

요롷게 세개를 준비하고, 어두운 방을 구할 수 있으면, 빛의 속도를 측정할 수 있습니다.

​

오실로스코프로 거울면에서 반사되어 돌아오는데까지 걸리는 시간을 측정.

거울과 검출기, 거울과 광원의 거리를 알면 속도를 계산해 볼 수 있지요.

Answer 10

빛의 속도는 진공 상태에서 약 299,792.458 킬로미터/초로, 이 값은 상수로 취급됩니다. 빛의 속도를 측정하는 여러 가지 방법이 있으며, 여기 몇 가지 대표적인 방법을 소개하겠습니다.

1. 로머의 방법 (1676년): 천문학자 올레 로머는 가장 먼저 빛의 속도를 추정한 사람 중 한 명입니다. 그는 목성의 위성인 가니메데가 목성 뒤로 지나갈 때 그림자가 얼마나 빨리 생기는지 관측하였습니다. 로머는 이 관측 결과를 바탕으로 빛의 속도를 계산하였고, 그 값은 현재의 값보다 약간 낮았지만, 처음으로 빛의 속도를 대략적으로 추정한 중요한 연구였습니다.

2. 퓰코의 방법 (1849년): 물리학자 아르망 퓰코는 회전하는 거울을 이용하여 빛의 속도를 측정하였습니다. 그는 빛을 거울에 반사시키고, 다른 거울을 통해 반사된 빛이 원래 위치로 돌아오게 하였습니다. 회전하는 거울의 각속도를 조절하여 반사된 빛이 정확히 원래 위치로 돌아오게 했을 때, 빛이 이동한 거리와 시간을 측정하여 빛의 속도를 계산하였습니다.

3. 마이클슨-몰리 실험 (1887년): 물리학자 앨버트 마이클슨과 에드워드 몰리는 간섭계(interferometer)를 이용하여 빛의 속도를 측정하였습니다. 이 실험은 에테르 풍(wind of ether)를 찾기 위한 목적으로 시작되었지만, 빛의 속도와 관련된 중요한 결과를 얻게 되었습니다. 실험 결과, 마이클슨과 몰리는 빛의 속도에 영향을 주는 에테르 풍이 존재하지 않음을 밝혀내었고, 이를 통해 빛의 속도를 보다 정확하게 측정할 수 있게 되었습니다.