หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ

ธรรมชาติมหัศจรรย์

 

 
 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ฟิสิกส์ 2000

วัดความเร็วของแสง

เราสามารถวัดความเร็วของแสงได้ไหมค่ะ ท่านรองศาสตราจารย์


เป็นคำถามที่ดีมากครับ  นักวิทยาศาสตร์ในต้นคริสตวรรษที่ 17  เชื่อว่าไม่มีอะไรที่เร็วไปกว่าแสงอีกแล้ว  และไม่มีมนุษย์คนใดสามารถวัดความเร็วระดับนี้ได้  แต่ว่าท่านกาลิเลโอไม่เชื่อ ท่านได้ทำการทดลองเพื่อวัดความเร็วแสง  โดยท่านและผู้ช่วยถือตะเกียงกันคนละดวง  ภายในตะเกียงมีแผ่นเหล็กเปิดปิดแสง  ท่านให้ผู้ช่วยไปบนเขาอีกลูกหนึ่ง ห่างกัน  1 ไมล์ ขณะที่กาลิเลโอเปิดแผ่นให้แสงพุ่งออก  เมื่อผู้ช่วยเห็นแสงก็ให้เปิดแผ่นปิดออกและให้แสงพุ่งออกมาเป็นสัญญาณพุ่งตอบกลับมาทันที


ท่านทำการวัดเวลา และเอาระยะทางตั้งหารด้วยเวลา   เป็นความเร็ว   ท่านทำสำเร็จใช่ไหมค่ะ ไม่สำเร็จครับ  ปัญหาคือความเร็วของแสงมากกว่าที่จะวัดได้โดยวิธีนี้ ระยะทางที่ท่านทดลอง แสงใช้เวลาเดินทางเพียง  0.000005  วินาที  เคลื่อนที่จากท่านไปที่ผู้ช่วย  ดังนั้นจึงไม่มีทางที่จะเปิดปิดตะเกียงทัน  ดังนั้นการทดลองของท่านจึงเป็นไปไม่ได้


ถ้าความเร็วของแสงมากมายขนาดนี้  เราต้องใช้ระยะทางเป็นล้านไมล์จึงจะสามารถวัดได้  แล้วใครละค่ะที่สามารถวัดได้


มีอยู่ครับคุณสมศรี   ย้อนหลังไปปี ค.ศ.  1670  นักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์กชื่อ  โอลาฟ โรเมอร์  ( olaf   Rormer)  ได้ใช้ข้อมูลจากที่กาลิเลโอค้นพบดวงจันทร์ที่เป็นบริวารของดาวพฤหัส ดวง  โดยโรเมอร์วัดคาบเวลาที่ดวงจันทร์ดวงหนึ่งที่โคจรรอบดาวพฤหัส  ปรากฏว่าคาบของดวงจันทร์ มีค่าต่างไปจากค่าที่วัดได้อีกหลายเดือนต่อมา


ภาพเงาของดวงจันทร์ IO  บนดาวพฤหัส ถ่ายด้วยกล้องโทรทัศน์ฮับเบิล

 


น่าแปลกใจมากค่ะ  

 


แต่ท่านโรเมอร์แปลกใจกว่าคุณสมศรีเสียอีก  เพราะว่าในตอนนั้นไม่มีนักวิทยาศาสตร์ท่านใดตอบคำถามว่า ทำไมคาบเวลาของดวงจันทร์ดวงเดียวกัน แต่วัดคนละเวลาจึงไม่เท่ากัน   โรเมอร์สังเกตว่า  ถ้าโลกอยู่ใกล้ดาวพฤหัส  วัดคาบเวลาได้สั้น  แต่ถ้าอยู่ไกล  วัดคาบเวลาได้ยาว


และไปเกี่ยวข้องกับความเร็วแสงได้อย่างไรค่ะ

 


เกี่ยวกันอย่างแน่นอนครับ  เพราะแสงต้องใช้เวลาการเดินทางจากดาวพฤหัสมายังโลก  ภาพที่เราเห็นจากกล้องโทรทัศน์คือภาพที่เกิดจากแสงใช้เวลาการเดินทางเป็นเวลากว่าชั่วโมง

ดิฉันจะลองอธิบายให้ท่านรองฟังนะค่ะ  วิธีวัดของโรเมอร์อาศัยเวลาที่โลกโคจรใกล้กับดาวพฤหัส  และจับคาบเวลาที่ดวงจันทร์โคจรรอบดาวพฤหัสครบ  รอบ  ครั้งแรกเขาวัดได้  42.5  ชั่วโมง  รอเวลาอีก เดือนเป็นเวลาที่โลกโคจรไกลจากดาวพฤหัสมาก  ปรากฎว่าวัดคาบเวลาได้มากกว่าครั้งแรกถึง  1000 วินาที


ยอดเยี่ยมมากครับคุณสมศรี  โรเมอร์สรุปได้ว่า  เพราะแสงต้องใช้เวลาในการเดินทางมากกว่าในตอนแรก  และระยะทางที่มากขึ้นนี้คือระยะทางของเส้นผ่าศูนย์กลางวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์นั่นเอง

ในสมัยนั้นขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์วัดได้เท่ากับ  172,000,000  ไมล์   ดังนั้นเขาสามารถคำนวณอัตราเร็วของแสงได้เท่ากับ  172,000  ไมล์ต่อวินาที    อย่างไรก็ตามค่าที่คำนวณได้ยังน้อยกว่าค่าอัตราเร็วของแสงที่วัดได้ในปัจจุบัน คือ  186,000  ไมล์ต่อวินาที  หรือ   300,000  กิโลเมตรต่อวินาที

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า  เหมือนกับคลื่นวิทยุ และ ไมโครเวฟ  โดยมีความเร็วเท่ากับแสง ใช่ไหมค่ะ

ถูกแล้วครับ  ในปี ค.ศ. 1888  เป็นเวลากว่า 200 ปีหลังจากที่โรเมอร์วัดความเร็วแสงได้   นายเฮนริช  เฮิรซ์  ได้ทำการทดลองสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในห้องปฏิบัติการได้สำเร็จ  เขาวัดความเร็วของคลื่นได้  300,000  กิโลเมตรต่อวินาที  แสดงให้เห็นว่า แสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือสิ่งเดียวกัน

 

<< หน้าก่อน      หน้าถัดไป >>

สารบัญ

 

1. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

2. คลื่นน้ำ

3. คลื่นบนแสตนเชียร์

4. แรงทางไฟฟ้า

5. สนามของแรง

6. แกว่งประจุ

7. เส้นแรง

8. วงลูบของเส้นแรง

9. วัดความเร็วของแสง

10. ความเร็วของแสง

11. แบบจำลองของอะตอม

 

 

 

 

ข้อสอบเอนทรานซ์

 

พจนานุกรมฟิสิกส์

ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2

แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c

ฟิสิกส์พิศวง

•

วีดีโอการเรียนการสอน

• การหมุนของลูกข่างกับการตกของแมว
• ความเสถียรภาพของลูกข่าง
• ฮาร์ดดิสก์ทำงานอย่างไร
• เอ็นโทรปี

ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)

  ภาพประจำสัปดาห์
 
• ความรู้รอบตัวทั่วไป
• ดาราศาสตร์พิศวง 
• อัลเบิร์ต ไอส์ไตน์ กับกฏการสมมูลของมวล
• ว่าวของแฟลงกลิน
• ระเบิดนิวเคลียร์ทำงานอย่างไร
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
• เครื่องจักรสเตอริ่ง
• ทฤษฎีความอลวน