Как Оле Кристенсен Ромер измерил скорость света?

Как Оле Кристенсен Рёмер , который в 1676 году, вскоре после смерти Галилея, измерил скорость света, равную 220 000 км/с, замерив время обращения Ио вокруг Юпитера?

Мое единственное предположение состоит в том, что спутник Ио, вращающийся вокруг Юпитера, — это просто часы. Он пульсирует с периодом обращения 42 часа и дает Земле 21 час света на каждом обороте; это не меняется. Теперь, если смотреть «сверху», мы идем против часовой стрелки вокруг Солнца, и по мере нашего движения к Юпитеру продолжительность света от Ио будет меньше 21 часа, тогда как если мы удаляемся от Юпитера, продолжительность света от Ио будет больше 21 часа. Предположим, мы измеряем время от первого появления Ио из-за Юпитера до ее повторного появления и называем наблюдаемую орбитальную частоту ф в отличие от его фактической орбитальной частоты ф о что составляет 1/42 часа.

Должно быть, он вычислил эффект Доплера и это уравнение...

ф знак равно ( 1 + Δ В С ) ф о

Я сам перебрал числа и получил ответ примерно на 10 минут больше или меньше из 42 часов в зависимости от того, в какую сторону движется Земля по отношению к Юпитеру.

Нет, я думаю, он знал дельта-дистанцию. Земля Юпитера и просто разделила это на наблюдаемую дельту t в разное время орбиты Земли и Юпитера. По крайней мере, это принцип, разная длина пути / разное время.
Вы можете задать вопрос на сайте истории науки и математики hsm.stackexchange.com , если вам не уделяется достаточно внимания, но подождите хотя бы несколько дней.
В википедии все хорошо описано
@Walter Я прочитал это в Википедии; Мне было трудно уследить, и чего-то не хватало (например, эффекта Доплера). Должно быть, у него было приведенное выше уравнение, иначе ему не удалось бы получить хорошую оценку.
В Physics SE также есть несколько новых, а также отличных ответов : об экспериментах Рёмера и скорости света.

Ответы (1)

Оле Рёмер не измерял изменение частоты света. Он измерил видимое изменение периода обращения Ио, одного из спутников Юпитера.

Орбиту Ио можно очень точно измерить, наблюдая, когда она входит или выходит из тени Юпитера. Когда Земля удаляется от Юпитера, Рёмер заметил, что орбита Ио кажется немного длиннее, чем когда Земля движется параллельно Юпитеру.

Предположим, что период обращения Ио равен п секунды. Если вы не двигаетесь и наблюдаете затмение вовремя т , следующее затмение будет во время т + п . Однако, если вы удаляетесь от Ио, следующее затмение можно будет увидеть в т + п + Икс , куда Икс это время, которое требуется свету, чтобы пройти от вашего положения в момент времени т к вашей позиции п секунд спустя.

Задержка на одном витке была слишком мала для его измерения (около 30 секунд). Но задержка была кумулятивной, и примерно за 30 оборотов вокруг Ио орбита задержалась примерно на четверть часа. Он отметил:

[Это], по-видимому, связано с тем, что свету требуется некоторое время, чтобы добраться до нас со спутника; кажется, что свету требуется от десяти до одиннадцати минут, чтобы [преодолеть] расстояние, равное половине диаметра земной орбиты.

Конечно, Рёмер не знал фактического размера полудиаметра земной орбиты (астрономической единицы). Однако, учитывая современное значение около 150 миллионов км, это дает значение скорости света около 220 000 км/с, что не так далеко от современного значения порядка 300000км/с

Хотя это не измерение частоты света, мне интересно, будет ли все же справедливо называть это проявлением эффекта Доплера. Я спрашиваю, потому что кажется, что он все еще измеряет воспринимаемое снижение (орбитальной) частоты Ио в результате разницы в скорости. Это верно?
Вы можете рассуждать так, хотя обратите внимание, что Ремер был на 100 с лишним лет раньше Доплера. Это не типичный пример эффекта Доплера.
@senderle ... изменение частоты или длины волны для наблюдателя, который движется относительно источника волны. Так что, возможно, нет, но это интересный способ подумать об этом!
@uhoh, что такое волна? :)
@JamesK Если то, что вы говорите, верно, что Ромер не знал, что такое астрономическая единица, то он не мог знать скорость Земли вокруг Солнца на его орбите? Если это так, то он не знал бы, какова дельта v в приведенном выше уравнении. Большое спасибо за ответ.
Но разве Христиан Гюйгенс не измерил а.е. как (1,023) (современное значение а.е.) в 1659 году? Ромер провел свои измерения в 1676 году, так что он мог знать длину а.е. и, следовательно, скорость вращения земли вокруг солнца или дельты v.
@uhuh любой осциллятор, нанесенный на движущуюся ось, даст волну. Осциллятор — положение Луны; ось - время. И вуаля, волна.
Как Оле Кристенсен Ромер измерил скорость света?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v