빛의 속도를 어떤방식으로 알아냈나요?

Question

우리가 흔히 아는 빛의 속도는 초속 30만km입니다. 그런데 제가 생각하기에 현대의 과학으로 저렇게 감도안오는 속도를 밝혀내기가 쉽지않았을듯 한데요

어떤방법으로 빛의속도를 밝혀냈는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

피조가 만든 광속 측정 장치는 광원에서 나온 빛이 돌고있는 톱니의 틈을 통과하고, 멀리 있는 거울에 반사되게 하여 빛이 멀리 떨어진 두 점 사이를 왕복하는 데 걸린 시간을 잽니다.

즉, 시간의 정의를 한 상태에서 빛이 먼곳을 갔다오는 시간을 측정하고, 다녀온거리만큼을 시간으로 나누면 속력이됩니다.

감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

빛의 속도를 처음으로 측정한 사람은 오랜 세월동안 빛의 속도를 규명하고자 하는 과학자들의 꿈이었던 갤리레오 갈릴레이의 후계자인 올레 로메르(Ole Rømer)입니다. 1676년에, 그는 유럽의 두 개의 지점 간에 존재하는 최초의 인공위성인 요한네스 케플러(Johannes Kepler)의 태양의 위성 중 하나인 IO의 현상을 관찰하였습니다. 이 현상은 지구와 IO의 상대적인 위치와 IO가 태양 주위를 돌아가는 속도에 영향을 받습니다. 이를 통해 그는 빛이 전파되는 속도가 초당 약 30만 킬로미터임을 측정하게 되었습니다. 이후, 다른 실험과 연구를 통해 정확한 값을 계산하고, 현재는 초당 299,792,458 미터로 측정되고 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

1862년 프랑스의 물리학자 푸코는 피조의 장치에서 톱니바퀴 대신에 회전 거울을 달아서 피조의 방법을 개선하였다. 또한 푸코는 이 방법으로 물 속에서의 빛의 속도를 측정하였고, 그 속도가 진공 중에서의 빛의 속도보다 느리다는 것을 알아내었다

현대에는 레이저를 이용하여 c=λf는 관계식으로부터 빛의 속도를 구할수 있습니다

Answer 4

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

실험 장치를 이용해 빛의 속력을 측정 한 최초의 사람은 프랑스 물리학자 아르망 이폴리트 피조라고 합니다.

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.

천문현상으로 계산을 한 사람도 있습니다. 덴마크 천문학자 올레 뢰머라는 사람인데 지구와 목성은 태양을 공전하는데 지구와 목성의 가까운 정도가 이오가 목성에 가려지기 시작하는 시간(이오의 월식이 시작되는 시간)에 영향을 미치는 것을 알게 됐고 그의 관측 결과에 의하면 이오의 월식은 지구와 목성의 거리가 멀 때보다 가까울 때 약 22분 빨랐습니다.

이 22분은 지구의 공전궤도 지름길이 만큼 빛이 이동하는데 걸리는 시간을 의미하므로 빛의 속력은 약 220,000,000m/s가 된다고 하네요.

지금의 빛의 속도와 차이는 있지만 이정도 알아낸것도 대단한 결과입니다.

Answer 5

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

빛의 속도는 다양한 실험을 통해 알아내어졌습니다.

가장 유명한 실험은 덴마크의 물리학자 올레 로머(Ole Rømer)가 1676년에 수행한 실험입니다. 로머는 목성의 위성 인 유로파를 지나가는 시간을 측정하면서 빛의 속도를 계산했습니다. 그는 목성의 공전주기를 정확히 알고 있었고, 유로파가 다시 보일 때까지 기다렸다가 그 시간을 측정하여 지구에서 목성과의 거리를 구했습니다. 이를 통해 빛의 속도를 구하는 데에 성공했습니다. 이후 다양한 실험을 통해 빛의 속도는 299,792,458 m/s(약 30만 km/s)임이 밝혀졌습니다.