[자연과학][실험보고서 예비 및 결과] 빛의 속도 측정 실험

빛의 속도 측정

1. 실험목적

공기와 물과 그리고 합성수지에서 빛의 속도를 측정하고 이로부터 굴절률을 구해본다.

2. 실험원리

①과거에 행해진 빛의 속도를 측정하려는 시도.

1)갈릴레이의 측정

갈릴레이는 거리를 알고 있는 두 산의 정상 사이를 빛이 진행하는 데 거리는 시간을 측정하여 빛의 속력을 측정하고자 시도하였다. 그는 한 정상에 보조자 한사람을 있게 하고, 다른 정상에 자신이 올라가 보조자가에게 갈릴레이의 등불로부터 불빛을 보자마자 그의 등불 덮개를 걷어 올리라고 하였다. 갈릴레이는 자신이 등불을 들어올린 시각과 보조자가 등불로부터 나온 빛을 보았을 때의 시간 차이를 측정하였다. 그 시간은 너무 짧았으며, 갈릴레이는 이 측정치가 단순히 인간의 반응시간을 측정한 것에 불과하므로 빛의 속력은 무한히 빠르다고 결론지었다.

2)뢰머의 광속도 측정

1676년 뢰머는 목성 위성(Io 평균 주기 42.5시간)의 식의 시각에 대하여 계산과 관측에 주기적인 오차가 생기는 사실을 통해서 빛의 속도를 측정하였다. 뢰머는 처음으로 빛의 속도가 유한하다는 첫 번째 성공적인 측정을 하였다. 뢰머는 자구와 목성의 상대적 운동에 따라서 Io의 주기가 조금씩 다르게 측정되는 사실에 관심을 두었다. 지구가 목성으로부터 멀어질 때에는 그 위성의 주기가 조금 길어지고, 지구가 목성 쪽으로 움직일 때에는 그 주기가 조금 짧아진다. 그는 이러한 변동이 목성으로부터 지구가 멀어짐으로써 증가된 만큼의 거리를 빛이 진행하기 위하여 필요로 하는 여분의 시간 또는 두 행성이 서로 접근함으로써 감소되는 만큼의 거리에 해당하는 시간 단축에 기인한다고 하였다. 그리고 뢰머가 측정한 빛의 속도는 였다.

3)피조의 측정

1849년 피조는 회전 톱니바퀴를 이용하여 지상에서 최초로 광속도를 측정하였다.
광원에서 나온 빛을 반투명…

4)푸코 측정

5)마이켈슨의 측정