Pomiar prędkości światła

[lurdan 1]

Witam. Przedstawiam Wam nową zagadkę, prawda, czy nieprawda?

W 1849 r pan Armand-Hippolyte-Louis Fizeau wykonał pierwszego na Ziemi pomiaru prędkości światła. Opiszę go w skrócie:

Przez zęby obracającego się z prędkością 12,6 obr/s koła zębatego (720 zębów), wysłał promień światła w kierunku zwierciadła znajdującego się w odległości 8630 m. Odbity od zwierciadła promień, powrócił do koła zębatego (dokładnie w to samo miejsce, z którego został wysłany).

Pytanie brzmi - jak On to zrobił?

Moje wątpliwości:

1. Rok 1878 – pierwsza nadająca się do praktycznego wykorzystania żarówka, patent brytyjski (Joseph Wilson Swan). Czym świecił     Pan Fizeau? (jeśli ktoś pomyśli o świetle słońca, niech o tym zapomni).

2. Jak On z odległości 8630 m zobaczył zwierciadło?

3. Kto ustawiał zwierciadło, aby promień odbity trafił dokładnie w to samo miejsce, nie widząc nawet źródła światła?

4. Kto wykonał tak precyzyjne zwierciadło? (policzcie wymaganą płaskość zwierciadła)

5. Przyjmując, że ząb koła zębatego miał tylko 5 mm, średnica koła musiała mieć ponad 2000 mm. Kto wykonał takie koło, aby         nadać mu prędkość 12,6 obr/s (725 obr/min). Kto je wyważył, aby nie odjechało?

 

Ma ktoś odpowiedzi?

 

[thikim 119]

Dobre pytanie zadajesz. Niemniej co do źródła światła zauważ że nawet w stodole jak wpadają promienie światła to potrafią się tworzyć całkiem skupione( inne słowo - o małej rozbieżności)  wiązki więc do tego nie potrzeba żarówek. Dobrze jest żeby drugi punkt był np. w jakiejś jaskini na górze nad miastem. Wtedy ustawiasz go tak aby widać było błysk. Lunety już były. Niemniej wymagało to na pewno wiele zachodu i proste nie było.

Edytowane 8 listopada 2015 przez thikim

[pogo 102]

O dziwo jakość tego zwierciadła nie musiała być lepsza niż tych używanych w ówczesnej astronomii.
Co do reszty, to niestety nie wiem...

 

A tak poza tym:
A pierwszego pomiaru próbował dokonać Galileusz, ale niewiele mu z tego wyszło.
Pierwszych w miarę precyzyjnych obliczeń dokonał Ole Rømer (ostatecznie pomylił się o jakieś 50 000km/s, bo miał złe dane o orbicie Ziemi i źle zmierzone czasy zaćmień księżyców Jowisza)

James Bradley uzyskał już całkiem dokładny wynik 301 000km/s na ponad 100 lat przed doświadczeniem Fizeau.

 

To co opisałeś to był pierwszy pomiar dokonany w powietrzu, na Ziemi, a nie z obserwacji kosmosu.

[Gość Astro]

 

 

W 1849 r pan Armand-Hippolyte-Louis Fizeau wykonał pierwszego na Ziemi pomiaru prędkości światła.

 

Zgadzając się całkowicie z Pogo pragnę uściślić, że wcześniejsze (astronomiczne) pomiary też były dokonywane na Ziemi.

P.S. Polecam poszukać jaki np. zasięg miały w owych czasach latarnie morskie. Spokojnie Fizeau mógł tego dokonać. Swoją drogą, zanieczyszczenie światłem nocnego nieba było w tamtych czasach zdecydowanie mniejsze.

[lurdan 1]

 

 

Niemniej co do źródła światła zauważ że nawet w stodole jak wpadają promienie światła to potrafią się tworzyć całkiem skupione( inne słowo - o małej rozbieżności)  wiązki więc do tego nie potrzeba żarówek.

 Napisałem "jeśli ktoś pomyśli o świetle słońca, niech o tym zapomni". Pamiętaj, że ziemia obraca się. Przelicz sobie, jak szybko będzie się przesuwał promień światła odbity w zwierciadle i wysłany na odległość ponad 8 km. Trzeba będzie biec za nim ze zwierciadłem, obracając zwierciadło, aby odbity promień wrócił z dokładnością 1 mm. Znajdź kogoś, kto się podejmie wykonać to w dzisiejszych czasach.

 

 

Zgadzając się całkowicie z Pogo pragnę uściślić, że wcześniejsze (astronomiczne) pomiary też były dokonywane na Ziemi.

Ale obiekty były w kosmosie. 

 

 

To co opisałeś to był pierwszy pomiar dokonany w powietrzu, na Ziemi, a nie z obserwacji kosmosu.

W końcu ktoś to zrozumiał. 

 

 

Lunety już były.

Lunetą z tamtych czasów nie zobaczył byś babci z odległości 2 km. 

[pogo 102]

Lunetą z czasów Kolumba dało się zobaczyć babcię z 2 kilometrów, choć było to wyzwanie by ją odróżnić od krzaka.

Tu mówimy o XVIII wieku gdy technologia optyczna była już całkiem zaawansowana, a astronomowie mieli dostęp do porządnego sprzętu.

[Gość Astro]

 

 

Trzeba będzie biec za nim ze zwierciadłem, obracając zwierciadło, aby odbity promień wrócił z dokładnością 1 mm.

 

Słyszałeś może o czymś takim?

https://pl.wikipedia.org/wiki/Reflektor_rogowy

 

 

 

Ale obiekty były w kosmosie.

 

Ledwo wątek się rozpoczął, a już nie pamiętasz co napisałeś.

Zapewne chodziło Ci o pierwszy nieastronomiczny pomiar prędkości światła.

 

 

 

W końcu ktoś to zrozumiał.

 

Zaczynasz robić się niegrzeczny. Ktoś może Cię skarcić…

[lurdan 1]

 

 

u mówimy o XVIII wieku gdy technologia optyczna była już całkiem zaawansowana, a astronomowie mieli dostęp do porządnego sprzętu.

I zobaczyli łepek od zapałki z odległości 8 km? 

[Jajcenty 314]

 

 

I zobaczyli łepek od zapałki z odległości 8 km? 

 

Swoją drogą, zanieczyszczenie światłem nocnego nieba było w tamtych czasach zdecydowanie mniejsze

 

[Gość Astro]

Odnoszę wrażenie, że dla Lurdana jakieś sto, dwieście lat temu ludzie biegali z maczugami i dzidami polując na mamuty. Tak nie było.

[lurdan 1]

 

 

Słyszałeś może o czymś takim?

Nie mylą Ci się czasy o jakich mówimy? 

 

 

Zaczynasz robić się niegrzeczny. Ktoś może Cię skarcić…

Sam przecierz napisałeś cyt.  "Zapewne chodziło Ci o pierwszy nieastronomiczny pomiar prędkości światła." Tak, to był pierwszy nieastronomiczny pomiar.

Zapytam jeszcze, mając laser, trafisz w zwierciadło z odległości 8 km?

[Jajcenty 314]

 

 

Zapytam jeszcze, mając laser, trafisz w zwierciadło z odległości 8 km?

 

 

Uściślij proszę wymiary lustra, bo potem będziesz nudził, że miałeś na myśli kieszonkowe, albo w ogóle dentystyczne...

Acha, i pamiętaj że na Księżycu jest lusterko i ludzie do niego strzelają laserami dla rozrywki.

[pogo 102]

W dodatku to lusterko na Księżycu jest ręcznie szlifowane, więc nie trzeba do tego jakichś nadzwyczajnych technologii, a działa na odległość dużo większą niż 8km.

 

A z wyważaniem kół tej wielkości (i większych) radzono sobie już kilka wieków wcześniej

 

To było tuż przed rewolucją przemysłową. Technologia naprawdę była nieźle rozwinięta. Ludzie z odpowiednimi funduszami i wiedzą robili trudniejsze doświadczenia niż my umiemy zrobić w domowych warunkach, a uwierz mi, że wycelowanie wiązki światła na odległość 8km nie byłoby problemem, tylko trzeba znać metody (google by pomogło gdybym potrzebował).

[lurdan 1]

 

 

Acha, i pamiętaj że na Księżycu jest lusterko i ludzie do niego strzelają laserami dla rozrywki.

A 200 lat temu w co strzelali dla rozrywki?

Zwierciadło 100x100 mm. 

[Gość Astro]

 

 

Zapytam jeszcze, mając laser, trafisz w zwierciadło z odległości 8 km?

 

To nie jest balistyka. Zapewne problemem dla Ciebie jest to, jak precyzyjnie prostopadle należy ustawić płaskie lustro do padającej wiązki, aby owa powróciła. Spójrz proszę przykładowo na rysunek:

http://www.britannica.com/science/speed-of-light/images-videos/In-1849-Armand-Fizeau-sent-light-pulses-through-a-rotating/73199

Jak zauważysz, jest coś przed lustrem i możesz je ustawiać po pijaku.

[lurdan 1]

 

 

a uwierz mi, że wycelowanie wiązki światła na odległość 8km nie byłoby problemem

W to nie uwierzę. Dzisiaj to nie było by proste, chyba że na papierze. 

[Gość Astro]

 

 

W to nie uwierzę.

 

A uwierzysz, że już w tamtych czasach ludzie potrafili ustawić teleskop z niewyobrażalną dla Ciebie precyzją? Ba! Nawet zaopatrywali go w mechanizm, dzięki któremu precyzyjnie śledził obiekt na niebie.

[ex nihilo 222]

Zapytam jeszcze, mając laser, trafisz w zwierciadło z odległości 8 km?

 

Zróbmy może zakład:

z mojej chałupy widać odległy o ok. 20 km komin, jeśli Ty na tym kominie umieścisz lustro rogowe (prawdopodobnie wystarczy dobre światło odblaskowe z samochodu), to ja laserkiem, np. używanym w geodezji (mogę taki wypożyczyć), wpakuję się w to z ręki, użyję tylko kątowej podpórki albo woreczka z piaskiem... Zakładasz się? 

 

Edycja:

 

A tak w ogóle lurdan, być może masz rację... i cała fizyka to 'pic na wodę, fotomontaż' (© Wiech). Taki LHC na przykład - siedzi sobie tam pod ziemią gostek i naparza młotkiem w kowadełko, a reszta towarzystwa przy dwudziestosiedmiokilometrowym stole chla za skręcone parę miliardów eurosów i w pijanym widzie tworzy jakieś bajery o Higgsach i innych bzdetach... Jakimi protonami oni tam napierniczać mogą? Przecież wiadomo, że żadnych protonów nie ma! I te jądra ołowiu, co niby nimi też... Bzdeeety! Jądra może, ale ich własne... jak ich bolą od tak długiego siedzenia.

Pewnie masz rację.

Edytowane 8 listopada 2015 przez ex nihilo

[thikim 119]

Napisałem "jeśli ktoś pomyśli o świetle słońca, niech o tym zapomni". Pamiętaj, że ziemia obraca się. Przelicz sobie, jak szybko będzie się przesuwał promień światła odbity w zwierciadle i wysłany na odległość ponad 8 km. Trzeba będzie biec za nim ze zwierciadłem, obracając zwierciadło, aby odbity promień wrócił z dokładnością 1 mm. Znajdź kogoś, kto się podejmie wykonać to w dzisiejszych czasach.

Myślę że tu jest problem pogrzebany. To że dla Ciebie jest to problem (i nie piszę o bieganiu tylko o myśleniu), nie oznacza że dla ludzi tak gdzieś od paru tysięcy lat - to nie jest problem.

Nie musisz biegać, nie musisz obracać zwierciadła. Rozumiesz? Co 24 godziny w przybliżeniu masz to samo a o resztę dbasz zwierciadłami które przecież ci mogą zniwelować w dużym stopniu ruch Słońca.

Możesz np. zrobić rurę z wypolerowanym środkiem, skierować na Słońce. Przez parę minut będziesz miał na wyjściu rury źródło światła niezależnie od ruchu Słońca, kijowy to światłowód ale powinien wystarczyć. Technologia ta liczy tyle lat ile liczą rury, czyli tysiące.

Albo ustawiasz kilka zwierciadeł, lekko przesuniętych, w stronę takiej rury, promień jak nie wpadnie z jednego zwierciadła to wpadnie z drugiego. Czas będzie wystarczający.

Można się też obyć bez Słońca. Np. przy pomocy prochu i różnego rodzaju chemii dającej światło. Rozwiązań jest wiele.

W zależności od warunków terenowych różnie to się robi ale da się to zrobić. Ci ludzie naprawdę potrafili liczyć i mierzyć i to nie jest tak że trzeba celować, można sobie pomierzyć kąty, ba można co 200 m robić miejsce do sprawdzenia czy wiązka idzie precyzyjnie i można ją ustawić z dokładnością do tego 1 mm na 8 km. Trzeba tylko chcieć

Naturalnie że wymagało to nowatorstwa bo raczej nikt wcześniej takiej precyzji nie osiągnął ale było to do zrobienia.

Prosty przykład: Indianie dysponujący o wiele słabszą technologią dawali sobie radę z przesyłaniem sygnałów świetlnych na te kilka km. Twierdzenie że naukowiec z dobrym zapleczem technicznym nie dałby sobie rady w tym samym czasie na odległości 8 km jest dziwne.

Dałby, to nie byłoby tak łatwe aby sobie dzisiaj łatwo ktoś dał radę ale poświęcając trochę  czasu, mając trochę funduszy jest to jak najbardziej do zrobienia.

Jak napisałem: pytanie dobre zadałeś, ale potem jakoś tak się zrobiłeś niegrzeczny, więc odpowiadam tak jak sobie tego życzyłeś.P

PS. Oryginalny opis doświadczenia z XIX wieku jest tutaj:

http://skullsinthestars.com/2008/03/31/fizeaus-experiment-the-original-paper/

po francusku, użył lampy na ile zrozumiałem.

Edytowane 8 listopada 2015 przez thikim

[ex nihilo 222]

Tego typu zabawy z reguły robi się na zasadzie stroboskopu i nic nie musi trafiać z dokładnością do milimetra. Może znajdę póżniej gdzieś dokładny opis tego doświadczenia.

[Gość Astro]

Polecam celostat.

https://pl.wikipedia.org/wiki/Celostat

[ex nihilo 222]

Dla lurdana:

 

taka mała (5x5 cm) ciekawostka:
 

EXPLORER, MAYDAY SIGNALLING MIRROR
lusterko sygnałowe, heliograf
...
sygnał świetlny widziany z 16 km
...
wymiary 5 x 5 cm
waga 15 g

 

i druga, gdyby w nocy...:

https://pl.wikipedia.org/wiki/Proszek_błyskowy

Edytowane 8 listopada 2015 przez ex nihilo

[lurdan 1]

 

 

Odnoszę wrażenie, że dla Lurdana jakieś sto, dwieście lat temu ludzie biegali z maczugami i dzidami polując na mamuty. Tak nie było.

Jeśli technika była tak daleko rozwinięta, wykonaj w ten sam sposób ten pomiar dzisiaj, kożystając ze żródłą światła oraz soczewek dostępnych  w 1845 r.

 

 

ale potem jakoś tak się zrobiłeś niegrzeczn

Zapewniam, że nie było to moją intencją. Może nie tak się wyraziłem, moźe inaczej rozumiecie moje słowa, może ...... .

Na pewno nie miałem takiego zamiaru.

 

 

Można się też obyć bez Słońca. Np. przy pomocy prochu i różnego rodzaju chemii dającej światło. Rozwiązań jest wiele.

 

użył lampy na ile zrozumiałem.

Po co wykazywać mi możliwość wykożystania wielu źródeł światła a potem pisać, że użył lampy? Czy ktoś z Was podejmie się wykonać ten pomiar, używając sprzęt z 1849 r.? Wiedze macie o wiele większą, niż w 1849 r. Ktoś się odważy czy b edziecie mi pokazywać nowe osiągi techniki? Może do rzeczy?

[Gość Astro]

wykonaj w ten sam sposób ten pomiar dzisiaj, kożystając ze żródłą światła oraz soczewek dostępnych w 1845 r.

 

O ile ze źródłem światła nie będzie raczej kłopotu, to obawiam się, że za soczewki z roku 1845 trzeba będzie słono zapłacić.

Wiesz dlaczego chiński teleskop jest tak tani? Bo optyka jest nie tyle chińska, co przemysłowa. Potrafię Ci ręcznie zrobić setki razy lepsze lusterko. Szkiełko o szkiełko, dzień po dniu… Musisz się jednak liczyć z kosztami. Gdybyś nie wiedział, w podobny sposób robi się profesjonalne lustra do teleskopów (może oczywiście nie łapką ).

Czy naprawdę masz tak wielką trudność z wyobrażeniem sobie w 1849 r. czegoś takiego?

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/ARAGO_Francois_Astronomie_Populaire_T4_djvu_0427_Fig339.png

 

Edycja: oczywiście dziś trudno o tak dobrych rzemieślników, ale jak wyłożysz jakieś 20 kpln, to zagwarantuję Ci demonstrację niemal identycznym sprzętem.

 

Edycja2: mam nadzieję, że powyższy link kończy dyskusję. W przeciwnym razie postaraj się o ARGUMENTY. No i nie próbuj robić tego z jakimiś chińskimi lunetami po 250 pln.

Edytowane 9 listopada 2015 przez Astro

[ex nihilo 222]

 

 

No i nie próbuj robić tego z jakimiś chińskimi lunetami po 250 pln.

 

A dlaczego? Powinny być całkiem wystarczające.