Задание №19 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Галилео Галилей пытался измерить скорость света с помощью простого эксперимента. Он и его помощник располагались на вершинах двух холмов на известном расстоянии друг от друга. У каждого был фонарь с заслонкой. Галилей открывал свой фонарь, а помощник, увидев свет, должен был максимально быстро открыть свой. Галилей планировал измерить время между моментом открытия своего фонаря и моментом, когда он увидит свет от фонаря помощника.

1. Физическое явление: Скорость распространения света в вакууме и воздухе составляет приблизительно $c \approx 300\,000 \text{ км/с}$. Это колоссальная величина по сравнению с любыми скоростями, с которыми сталкивался человек в XVII веке.

2. Анализ условий опыта: Расстояние между холмами в опытах Галилея составляло всего несколько километров (допустим, $L = 3 \text{ км}$). Свет должен был пройти путь туда и обратно, то есть $S = 2L = 6 \text{ км}$. Время, за которое свет проходит это расстояние, равно:
$t = \frac{S}{c} = \frac{6 \text{ км}}{300\,000 \text{ км/с}} = 0,00002 \text{ с}$.

3. Причина неудачи: Время прохождения светом расстояния в несколько километров составляет сотые доли миллисекунды. В эпоху Галилея не существовало приборов (хронометров), способных фиксировать такие малые промежутки времени. Более того, «время реакции» человека (время от момента получения зрительного сигнала до движения руки) составляет около $0,15–0,2 \text{ с}$, что в тысячи раз больше, чем искомое время движения света. Таким образом, Галилей измерял не время движения света, а время реакции своего помощника.

4. Вывод: Опыты были обречены на неудачу из-за невозможности измерить крайне малые промежутки времени, за которые свет преодолевает земные расстояния.

Ответ: Измерения времени. Скорость света слишком велика, чтобы измерить время его распространения на малых (земных) расстояниях методами и приборами, доступными в XVII веке.

Источник: ФИПИ