例題
フィゾーの光速測定
AP₁ ・ゾーは、右図のような装置を用いて,
初めて地球上で光速を測定した。最初,歯車
止まっているときには、歯の間を光が通り,
遠くにある平面鏡に反射して再び歯の間を通
り抜けて戻ってくる。歯車を回転させると,
光が反射して戻ってくる間に歯が動くので
回転数を上げていてことで反射光が歯に遮ら
れてしだいに暗くなる。 さらに回転を速くし
ていくと,再び明るく見えるようになり, 最
でも明るくなるときの回数から光速が求められる。 いま 歯数4000の歯車を用い
ると、回転数が毎秒201
回転数が毎秒20回になったときに初めて最も明るくなり、光速の値として
/3.0 x 10°m/s が得られた。 歯車と平面鏡との間の距離はいくらか。
Plate
UTA
2
反射光が一度暗くなって再
び明るくなるのは, 歯が1コマ
分だけずれたことによる。
センサー 84
フィジーの光速測定
歯がコマ分回転した時
間と、光が歯と平面鏡と
の間を1復めた時間とが
4個/IS
1849年,8.6kmの距離に光を往復させて光速測定を行った。
1960 半線の奴
光源
3.0×10+
S
観測者
解答 反射光が最も明るく見えるのは、歯
車の歯が1コマ動く間に, 光が歯車から
平面鏡までの距離L [m]の区間を1往復
2L
3.0×10°
ハーフミラー
このときするときである。 光の通り道を1s間に
通過する歯の数は、
1000×30=3.0×10 [個/s]
歯車の歯が1コマ動くのに要する時間は、
るから、
1
id H
歯車
V
･276
1
3.0×10^
平面鏡
1コマ
光
sであ
NA-AM
ゆえに, L = 5.0×10'[m〕
