Измерение скорости света при помощи веб-камеры

Учителя из Инсбрукского университета имени Леопольда и Франца (Австрия) предложили студентам обновлённую установку для опытов по измерению скорости света. В ней используется лазер, вращающееся зеркало от принтера, веб-камера, ловящая отражённый световой луч и программа для подсчёта результатов.

В классическом опытеФуко по измерению скорости света в качестве источника света использовалась свеча, а для измерения – два зеркала. Одно зеркало быстро вращалось, отражённый им свет попадал на второе, имеющее вогнутую форму, и затем возвращался обратно на первое. За время путешествия света зеркало успевало повернуться на определённый угол, измерив который, можно посчитать время, за которое свет дважды прошёл известный промежуток между двумя зеркалами.

Сейчас необходимое оборудование для такого опыта можно купить в интернете. Вместо свечи там используется лазер. Но учителя университета решили пойти дальше и внедрить в опыт современные технологии.

«Кроме всего прочего, мы учим студентов работать с обработкой изображений,- поясняет Грегор Вайс, один из инициаторов эксперимента. – У нас получается неплохая точность эксперимента, поэтому мы поощряем студентов на поиски тех несовершенств оборудования, которые привносят ошибку в результаты. Это очень полезно – проверять предположения и думать, что могло пойти не так в реальном опыте по сравнению со схемами и теорией».

В классической схеме измерения результатов опыта применяются механические средства измерения длин и углов, в связи с чем точность этих измерений оставляет желать лучшего – результат может отличаться от известного значения на 5%. В обновлённом опыте точные измерения позволяют получать ответ, отличающийся от эталона не более чем на 1%.

Ну а желающим измерить скорость света пусть и не так точно, зато недорого, предлагаю воспользоваться известным опытом с шоколадкой и микроволновкой. Если слегка подогреть шоколад без вращения, то расстояние между очагов таяния (порядка 6 см) будет составлять половину длины волны. Если умножить длину волны 12 см на частоту микроволн (она указана на табличке сзади микроволновки, и обычно составляет 2,45 ГГц), то мы получим скорость в 2,94 * 10¹⁰ см/с, что достаточно близко к реальной скорости света 2,9979 * 10¹⁰ см/с.

Источник: geektimes.ru/post/250108/