Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Сся=~[/ Ej р.
Методы намерения С.з, можно подразделить на резонансные, интерферометрические, импульсные и оптические (см. Дифракция света на ультразвуке). Наиб, точности намерения достигают с помощью импульсного фазовых методов. Оптич. методы дают возможность иа-548 мерять С. а. на гиперзвуковых частотах (вплоть до
IO11-IOia Гц). Точность абс. измерений С. з. на лучшей аппаратуре ои. 10~3 %, тогда как точность относит, измерений порядка IO-6 % (напр., при изучении зависимости с от темп-ры нли магн. поля илн от концентрации примесей или дефектов).
Измерении С. з. используются для определения ми. свойств вещества, таких, как величина отношения теплоёмкостей для газов, сжимаемости газов и жидкостей, модулей упругости твёрдых тел, дебаевской темп-ры в Др. (CM. Молекулярная акустика). Определение малы! изменений С. з. является чувствит. методом фиксирования примесей в газах и жидкостях. В твёрдых телах измерение С. з. и её зависимости от разл. факторов (темп-ры, магн. поля и др.) позволяет исследовать строение вещества: зонную структуру полупроводников, строение поверхности Ферми в металлах и пр.
Лит.,- Ландау JI. Д., JI и ф щ и ц Е. М., Теория упру* гости, 4 изд.. М., 1987; их же, Гидродинамика, 4 над., М., 1988; Б е р г н а н JI., Ультразвук и его применение в дауне а технике, пер. с нем., 2 изд., М., 1957; Михайлов и. Г., Соловьев В. А., Сырников Ю. П., Основы молекулярной акустики, М., 1964; Таблицы для расчета скорости звука в морской воде, JI., 1965; Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 1, ч. А, М., 1966, гл. 4; т. 4, ч. Б, М., 1970, гл. 7; Колесников A. Ei, Ультразвуковые измерения, 2 изд., М., 1962; T р у а л л Р., Эльбаум Ч., Ч и кВ., Ультразвуковые методы в физике твердого тела, пер. с англ., М., 1972; Акустические кристаллы, под ред. М. П. Щасколь-ской, М., 1982; Красильников Б. А., Крылов Б. в,, Введение а физическую акустику, М., 1984. Д. Л. Полякова.
СКОРОСТЬ СВЁТА в свободном пространстве (вакууме) — скорость распространения любых электромагнитных волн (в т. ч. световых); одна из фундам. физ. постоянных; представляет собой предельную скорость распространения любых физ. воздействий (см. Относительности, теория) и инвариантна при переходе от одной системы отсчёта к другой.
С. с. в среде с' зависит от показателя преломле-ння среды л, различного для разных частот v излучения (Дисперсия света): с'(v) = c/n(v). Эта зависимость приводит к Отлычию групповой скорости от фазовой скорости света в среде, еслн речь идёт не о моиохрома-тич. свете (для С. с. в вакууме эти две величины совпа* дают). Экспериментально определяя с', всегда намеряют групповую С. с. либо т. н. скорость снгдала, или скорость передачи энергии, только в нек-рых спец. случаих не равную групповой.
Впервые С. с. определил в 1676 О. К. Рёмер (О. Ch. Ro-етег) по изменению промежутков времени между затмениями спуткиков Юпитера. В 1728 её установил Дж. Брадлей (J. Bradley), исходя из своих наблюдений аберрации света звёзд. В 1849 А. И. JI. Фиао (А. Н. L. Fizeau) первым измерил С. с. по времени прохождения светом точно известного расстоиния (базы); т. к. показатель преломления воздуха очень мало отличается от 1, то наземные измерения дают величину, весьма близкую к с. В опыте Физо пучок света от источника S (рис. 1), отражённый полупрозрачный
зеркалом N, периодически прерывался вращающимся зубчатым диском W, проходил базу MN (ок. 8 км) и, отразившись от зеркала М, возвращался к диску. Попадая на зубец, свет не достигал наблюдателя, а попавший в промежуток между зубцами свет можно было наблюдать через онуляр Е. По известным скоростям вращении диска определилось время прохождения светом базы. Физо получил значение с = 313300 км/с. В 1862 Ж. Б. JI. Фуко (J. В. L. Foucault) реализовал
выснаэанную в 1838 идею Д. Aparo (D. Arago), применив вместо зубчатого диска быстровращающееся (512 об/с) зеркало. Отражаясь от зеркала, пучок света направлялся на базу и по возвращении вновь попадал иа это же зеркало, успевшее повернуться иа иек-рый малый угол (рис. 2). При базе всего в 20 м Фуко нашёл,
Рис. 2. Определение скорости света методой вращающегося зеркала (методом Фуко): В — источник света; я — быстровращающееся зеркало; С — неподвижное вогнутое зеркало, центр которого совпадает с осью вращения Л (поэтому свет, отражённый С, всегда попадает обратно на Л); M — полупрозрачное зеркало; L — объектив; E — окуляр; RC — точно измеренное расстояние (база). Пунктиром показаны положение Л, изменившееся за время прохождения светом пути RC и обратно, и обратный ход пучка лучей через объектив L, который собирает отражённый пучок в точке В, а не вновь в точке В, как Это было бы при неподвижном зеркале R. Скорость света устанавливают, измеряя смещение SB'.
что С. с. равна 298000 ± 500 км/с. Схемы и оси. идеи опытов Физо н Фуко были многократно использованы в последующих работах по определению С. с. Полученное А. Майиельсоном (A. Miwielson) (см. Майкельсона опыт) в 1926 значение с = 299796 ± 4 км/с было тогда самым точным и вошло в интериац. таблицы физ. величин.
