Apparat von Fizeau-Foucault

Der Apparat von Fizeau-Foucault (1850) (Abbildung 1) wurde von den französischen Physikern Hippolyte Fizeau und Léon Foucault entworfen, für die Geschwindigkeit des Lichtes zu messen. Der Apparat schließt das leichte Reflektieren von einem rotierenden Spiegel, zu einem stationären Spiegel ungefähr 20 Meilen (35 Kilometer) weg ein. Da sich der rotierende Spiegel ein bisschen in der Zeit bewegt haben wird, die man für das Licht braucht, um vom stationären Spiegel zu springen (und zum rotierenden Spiegel zurückzukehren), wird es so weg von der ursprünglichen Quelle durch einen kleinen Winkel abgelenkt. Wenn die Entfernung zwischen Spiegeln h ist, ist die Zeit zwischen dem ersten und zweiten Nachdenken über den rotierenden Spiegel 2h/c (c = Geschwindigkeit des Lichtes). Wenn der Spiegel an einer bekannten unveränderlichen winkeligen Rate dθ/dt rotieren lässt, wird durch den Winkel θ gegeben:

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Mit anderen Worten wird die Geschwindigkeit des Lichtes vom beobachteten Winkel θ, bekannte Rate der Folge und gemessene Entfernung h als berechnet

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Der Entdecker ist in einem Winkel von der Quellrichtung, weil das normale zum rotierenden Spiegel durch θ rotiert, durch θ sowohl der Einfallswinkel des Balkens als auch sein Winkel des Nachdenkens abnehmend.

Foucault hat seinen Apparat auf einem früheren Experiment durch Fizeau (Abbildung 2) gestützt, wer 1849 zwei feste Spiegel, ein teilweise verdunkelt durch ein rotierendes Räderwerk verwendet hat. Der Wert von Fizeau für die Geschwindigkeit des Lichtes war ungefähr 5 % zu hoch.

Das Experiment von Fizeau, um die Geschwindigkeit des Lichtes in Wasser zu messen, ist als das "Fahren des letzten Nagels im Sarg" der Körperchen-Theorie von Newton des Lichtes angesehen worden, als es gezeigt hat, dass Licht langsamer durch Wasser reist als durch Luft. Newton hat Brechung als ein Ziehen des Mediums auf das Licht vorausgesagt, eine vergrößerte Geschwindigkeit des Lichtes im Medium einbeziehend. Jedoch hat Fizeau die Geschwindigkeit des Lichtes in Wasser gezeigt, um weniger zu sein, als in Luft nicht mehr, indem er eine Tube von Wasser im leichten Pfad eingefügt hat.

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