Определение Рёмером скорости света было демонстрацией в 1676 году того, что свет имеет конечную скорость и поэтому не распространяется мгновенно. Открытие обычно приписывают датскому астроному Оле Рёмеру (1644–1710) [примечание 1], который в то время работал в Королевской обсерватории в Париже .
По времени затмений на Jupiter луны Ио , Рёмер подсчитано , что свет займет около 22 минут , чтобы пройти расстояние , равное диаметру от орбиты Земли вокруг Солнца Это даст свету скорость около 220 000 километров в секунду , что примерно на 26% ниже истинного значения 299 792 км / с .
В то время, когда он объявил о ней, теория Рёмера вызвала споры, и он так и не убедил директора Парижской обсерватории Джованни Доменико Кассини полностью принять ее. Однако он быстро получил поддержку среди других натурфилософов того периода, таких как Христиан Гюйгенс и Исаак Ньютон . Это было окончательно подтверждено почти через два десятилетия после смерти Ремера, когда в 1729 году английский астроном Джеймс Брэдли объяснил звездную аберрацию .
Задний план
Определение местоположения восток-запад ( долгота ) было значительной практической проблемой в картографии и навигации до 1700-х годов. В 1598 году Филипп III Испанский предложил приз за метод определения долготы корабля вне поля зрения суши. Галилей предложил метод определения времени суток и, следовательно, долготы, основанный на времени затмений лун Юпитера , по существу используя систему Юпитера в качестве космических часов; этот метод не был значительно улучшен до тех пор, пока в восемнадцатом веке не были разработаны точные механические часы. Галилей предложил этот метод испанской короне (1616–1617 гг.), Но он оказался непрактичным, не в последнюю очередь из-за сложности наблюдения затмений с корабля. Однако, с уточнениями, метод можно было заставить работать на суше.
Итальянский астроном Джованни Доменико Кассини был пионер использования затмений галилеевых спутников для измерения долготы, и опубликованы таблицы прогнозирования , когда затмения будут видны из данной местности. Он был приглашен во Францию Людовиком XIV для основания Королевской обсерватории, которая открылась в 1671 году под руководством Кассини в качестве директора, и этот пост он будет занимать до конца своей жизни.
Одним из первых проектов Кассини на новом посту в Париже было послание француза Жана Пикарда на место старой обсерватории Тихо Браге в Ураниборге , на острове Хвен недалеко от Копенгагена . Пикард должен был наблюдать и рассчитывать время затмений спутников Юпитера с Ураниборга, в то время как Кассини записывал время, когда они были замечены в Париже. Если Пикард зафиксировал окончание затмения в 9 часов 43 минуты 54 секунды после полудня в Ураниборге, а Кассини зафиксировал окончание того же затмения в 9 часов 1 минуту 44 секунды после полудня в Париже - разница в 42 минуты 10 секунд - то разница в долготе могла быть рассчитана как 10 ° 32 '30 ". [примечание 2] Пикарду помог в его наблюдениях молодой датчанин, который недавно закончил учебу в Копенгагенском университете - Оле Рёмер - и он, должно быть, был впечатлен благодаря навыкам своего ассистента, поскольку он организовал для молодого человека приезд в Париж для работы в Королевской обсерватории.
Затмения Ио
Ио - самый внутренний из четырех спутников Юпитера, открытых Галилеем в январе 1610 года. Рёмер и Кассини называют его «первым спутником Юпитера». Он обращается вокруг Юпитера каждые 42½ часа, и плоскость его орбиты очень близка к плоскости орбиты Юпитера вокруг Солнца. Это означает, что он проходит часть каждой орбиты в тени Юпитера - затмение .
Если смотреть с Земли, затмение Ио можно увидеть двумя способами.
- Ио внезапно исчезает, поскольку он движется в тени Юпитера. Это называется погружением .
- Ио внезапно появляется снова, выходя из тени Юпитера. Это называется появлением .
С Земли невозможно наблюдать одновременно погружение и появление одного и того же затмения Ио, потому что одно или другое будет скрыто ( заслонено ) самим Юпитером. В точке противостояния (точка H на диаграмме ниже) и погружение, и выход будут скрыты Юпитером.
В течение примерно четырех месяцев после оппозиции Юпитера (от L к K на диаграмме ниже) можно наблюдать выходы Ио из его затмений, в то время как в течение примерно четырех месяцев до оппозиции (от F к G ) возможно для просмотра погружений Ио в тень Юпитера. Примерно пять или шесть месяцев в году вокруг точки соединения невозможно вообще наблюдать затмения Ио, потому что Юпитер находится слишком близко (в небе) к Солнцу. Даже в периоды до и после противостояния не все затмения Ио можно наблюдать из данного места на поверхности Земли: некоторые затмения будут происходить в дневное время в данном месте, а другие затмения будут происходить, пока Юпитер находится ниже горизонт (скрытый самой Землей).
Ключевое явление, которое наблюдал Рёмер, заключалось в том, что время, прошедшее между затмениями, не было постоянным. Скорее, в разное время года он немного варьировался. Поскольку он был достаточно уверен, что орбитальный период Ио на самом деле не меняется, он пришел к выводу, что это наблюдательный эффект. Поскольку ему были доступны орбитальные пути Земли и Юпитера, он заметил, что периоды, когда Земля и Юпитер удалялись друг от друга, всегда соответствовали более длительному интервалу между затмениями. И наоборот, времена, когда Земля и Юпитер сближались, всегда сопровождались уменьшением интервала затмений. Это, рассуждал Рёмер, можно было бы удовлетворительно объяснить, если бы свет обладал конечной скоростью, которую он вычислил.
Наблюдения
Большинство бумаг Ремера было уничтожено во время Копенгагенского пожара 1728 года , но одна сохранившаяся рукопись содержит список примерно шестидесяти наблюдений затмений Ио с 1668 по 1678 год. [1] В частности, в нем подробно описаны две серии наблюдений по обе стороны от него. оппозиции 2 марта 1672 г. и 2 апреля 1673 г. Рёмер в письме к Христиану Гюйгенсу от 30 сентября 1677 г. комментирует, что эти наблюдения 1671–1673 гг. составляют основу его расчетов. [2]
Сохранившаяся рукопись была написана спустя некоторое время после января 1678 года, даты последнего зарегистрированного астрономического наблюдения (появление Ио 6 января), то есть позже, чем письмо Рёмера Гюйгенсу. Рёмер, похоже, собирал данные о затмениях галилеевых спутников в форме памятной записки , возможно, когда он готовился вернуться в Данию в 1681 году. В документе также записаны наблюдения вокруг оппозиции 8 июля 1676 года, которая сформировала основание для объявления результатов Ремера.
Первоначальное объявление
22 августа 1676 г. [примечание 3] Кассини сделал объявление Королевской академии наук в Париже, что он изменит основу расчета для своих таблиц затмений Ио. Он также мог указать причину: [примечание 4]
Это второе неравенство, по-видимому, связано с тем, что свету требуется некоторое время, чтобы добраться до нас со спутника; свету требуется от десяти до одиннадцати минут, чтобы [пересечь] расстояние, равное половине диаметра земной орбиты . [3]
Самое главное, Рёмер объявил о предсказании, что появление Ио 16 ноября 1676 года будет наблюдаться примерно на десять минут позже, чем было бы рассчитано с помощью предыдущего метода. Нет данных о каких-либо наблюдениях за вылетом Ио 16 ноября, но вылет наблюдался 9 ноября. Располагая этим экспериментальным свидетельством, 22 ноября Рёмер объяснил свой новый метод вычислений Королевской академии наук. [4]
Первоначальный отчет о заседании Королевской академии наук был утерян, но презентация Ремера была записана как новостной репортаж в Journal des sçavans 7 декабря. [5] Этот анонимный отчет был переведен на английский и опубликован в « Философских трудах Королевского общества» в Лондоне 25 июля 1677 года. [6] [примечание 5]
Рассуждения Рёмера
Порядок величины
Рёмер начинает с демонстрации порядка величины, что скорость света должна быть настолько велика, что требуется гораздо меньше одной секунды, чтобы пройти расстояние, равное диаметру Земли.
Точка L на диаграмме представляет вторую квадратуру Юпитера, когда угол между Юпитером и Солнцем (если смотреть с Земли) равен 90 °. [примечание 6] Рёмер предполагает, что наблюдатель мог видеть появление Ио во второй квадратуре ( L ), и появление, которое происходит после одного обращения Ио вокруг Юпитера (когда Земля находится в точке К , диаграмма не в масштабе), то есть спустя 42½ часа. За эти 42 с половиной часа Земля отошла от Юпитера на расстояние LK : это, согласно Рёмеру, в 210 раз больше диаметра Земли. [примечание 7] Если бы свет двигался со скоростью один диаметр Земли в секунду, ему потребовалось бы 3½ минуты, чтобы пройти расстояние LK . И если принять период обращения Ио вокруг Юпитера как разницу во времени между появлением в точке L и появлением в точке K , это значение будет на 3½ минуты больше, чем истинное значение.
Затем Рёмер применяет ту же логику к наблюдениям вокруг первой квадратуры (точка G ), когда Земля движется к Юпитеру. Разница во времени между погружением, наблюдаемым из точки F, и следующим погружением, видимым из точки G, должна быть на 3½ минуты короче, чем истинный орбитальный период Ио. Следовательно, должна быть разница примерно в 7 минут между периодами Io, измеренными в первой квадратуре, и периодами, измеренными во второй квадратуре. На практике никакой разницы не наблюдается, из чего Рёмер заключает, что скорость света должна быть намного больше одного диаметра Земли в секунду. [5]
Кумулятивный эффект
Однако Рёмер также понял, что любой эффект конечной скорости света будет суммироваться в течение длинной серии наблюдений, и именно об этом совокупном эффекте он объявил Королевской академии наук в Париже. Эффект можно проиллюстрировать наблюдениями Рёмера весной 1672 года.
Юпитер находился в оппозиции 2 марта 1672 года: первые наблюдения за выбросами были 7 марта (в 07:58:25) и 14 марта (в 09:52:30). Между двумя наблюдениями Ио совершила четыре оборота вокруг Юпитера, что дало период обращения 42 часа 28 минут 31. Секунды.
Последний раз в серии наблюдался вылет 29 апреля (10:30:06). К этому времени Ио совершила тридцать оборотов вокруг Юпитера с 7 марта: видимый период обращения составляет 42 часа 29 минут 3 секунды. Разница кажется крошечной - 32 секунды - но это означало, что появление 29 апреля произошло через четверть часа после того, как оно было предсказано. Единственным альтернативным объяснением было то, что наблюдения 7 и 14 марта были ошибочными на две минуты.
Прогноз
Рёмер никогда не публиковал формального описания своего метода, возможно, из-за оппозиции Кассини и Пикарда его идеям (см. Ниже). [примечание 8] Тем не менее, общий характер его расчетов может быть выведен из новостного сообщения в Journal des sçavans и из объявления Кассини от 22 августа 1676 года.
Кассини объявил, что новые столы будут
содержат неравенство дней или истинное движение Солнца [т.е. неравенство из-за эксцентриситета орбиты Земли], эксцентричное движение Юпитера [т.е. неравенство из-за эксцентриситета орбиты Юпитера] и это новое, ранее не обнаруженное неравенство [то есть из-за конечной скорости света]. [3]
Следовательно, Кассини и Рёмер, по-видимому, вычисляли время каждого затмения на основе приближения круговых орбит, а затем применяли три последовательных поправки, чтобы оценить время, в течение которого затмение будет наблюдаться в Париже.
Три «неравенства» (или нарушения), перечисленные Кассини, были не единственными известными, но они были теми, которые можно было исправить расчетным путем. Орбита Ио также немного нерегулярна из-за орбитального резонанса с Европой и Ганимедом , двумя другими галилеевыми спутниками Юпитера, но это не будет полностью объяснено в течение следующего столетия. Единственное решение, доступное Кассини и другим астрономам его времени, заключалось в том, чтобы вносить периодические поправки в таблицы затмений Ио, чтобы учесть его нерегулярное орбитальное движение: периодически, так сказать, переустанавливать часы. Очевидное время для сброса часов наступило сразу после противостояния Юпитера Солнцу, когда Юпитер находится ближе всего к Земле и его легче всего наблюдать.
Противостояние Юпитера Солнцу произошло примерно 8 июля 1676 года. В памятной записке Ремера перечислены два наблюдения появления Ио после этого противостояния, но до объявления Кассини: 7 августа в 09:44:50 и 14 августа в 11: 45:55. [7] Имея эти данные и зная орбитальный период Ио, Кассини мог рассчитать время каждого из затмений в течение следующих четырех-пяти месяцев.
Следующим шагом в применении поправки Ремера будет вычисление положения Земли и Юпитера на их орбитах для каждого из затмений. Такое преобразование координат было обычным делом при составлении таблиц положений планет как для астрономии, так и для астрологии : это эквивалентно нахождению каждого из положений L (или K ) для различных затмений, которые можно было бы наблюдать.
Наконец, расстояние между Землей и Юпитером можно рассчитать с помощью стандартной тригонометрии , в частности, закона косинусов , зная две стороны (расстояние между Солнцем и Землей; расстояние между Солнцем и Юпитером) и один угол (угол между Юпитером и Землей). как образованный на Солнце) треугольника. Расстояние от Солнца до Земли в то время не было хорошо известно, но, приняв его за фиксированное значение a , расстояние от Солнца до Юпитера можно рассчитать как несколько кратное a .
Эта модель оставила только один регулируемый параметр - время , необходимое для света , чтобы путешествовать на расстояние , равное , радиус орбиты Земли. У Ремера было около тридцати наблюдений затмений Ио в 1671–1673 годах, которые он использовал, чтобы найти наиболее подходящее значение: одиннадцать минут. Имея это значение, он мог рассчитать дополнительное время, которое потребуется свету, чтобы достичь Земли с Юпитера в ноябре 1676 года по сравнению с августом 1676 года: около десяти минут.
Первые реакции
Объяснение Ремера разницы между предсказанным и наблюдаемым временем затмений Ио было широко, но далеко не повсеместно принято. Гюйгенс был одним из первых сторонников, особенно потому, что он поддерживал его идеи о преломлении , [3] и написал французскому генеральному контроллеру финансов Жан-Батисту Кольберу в защиту Рёмера. [8] Однако Кассини , начальник Рёмера в Королевской обсерватории, был одним из первых и стойких противников идей Рёмера, [3] и кажется, что Пикард , наставник Рёмера, разделял многие сомнения Кассини. [9]
Практические возражения Кассини вызвали много споров в Королевской академии наук (с письмом из Лондона Гюйгенс). [10] Кассини отметил, что другие три галилеевых луны , похоже, не показали такого же эффекта, как у Ио, и что были и другие нарушения, которые нельзя объяснить теорией Ремера. Рёмер ответил, что гораздо труднее точно наблюдать затмения других лун и что необъяснимые эффекты намного меньше (для Ио), чем влияние скорости света: однако он признал Гюйгенсу [2], что необъяснимые «неровности» на других спутниках были больше, чем влияние скорости света. В споре было что-то вроде философской ноты: Рёмер утверждал, что он нашел простое решение важной практической проблемы, в то время как Кассини отверг теорию как ошибочную, поскольку она не могла объяснить все наблюдения. [примечание 9] Кассини был вынужден включить «эмпирические поправки» в свои таблицы затмений 1693 года, но так и не принял теоретическую основу: действительно, он выбрал разные значения поправок для разных спутников Юпитера, что прямо противоречит теории Ремера. [3]
Идеи Ремера были встречены в Англии гораздо теплее. Хотя Роберт Гук (1635-1703) отклонил предполагаемую скорость света , как настолько велики, что практически мгновенно, [11] Королевский Астроном Флемстид (1646-1719) принял гипотезу Ромера в его эфемеридах затмений Ио. [12] Эдмонд Галлей (1656–1742), будущий королевский астроном, также был одним из первых и горячих сторонников этой идеи. [3] Исаак Ньютон (1643–1727) также принял идею Рёмера; в своей книге 1704 года Opticks дает значение "семь или восемь минут" для света, чтобы пройти от Солнца до Земли [13], что ближе к истинному значению (8 минут 19 секунд), чем первоначальная оценка Ремера, равная 11 минутам. Ньютон также отмечает, что наблюдения Ремера были подтверждены другими [13], по крайней мере, Флемстидом и Галлеем в Гринвиче .
Хотя многим (таким как Гук) было трудно представить себе огромную скорость света, принятие идеи Ремера имело второй недостаток, поскольку они были основаны на модели Кеплера планет, вращающихся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. В то время как модель Кеплера получила широкое признание к концу семнадцатого века, она все еще считалась достаточно спорной, чтобы Ньютон потратил несколько страниц на обсуждение наблюдательных свидетельств в пользу своей философии Naturalis Principia Mathematica (1687).
Точка зрения Ремера о конечности скорости света не была полностью принята до тех пор, пока в 1727 году Джеймс Брэдли (1693–1762) не провел измерения звездной аберрации . [14] Брэдли, который станет преемником Галлея на посту Королевского астронома, рассчитал, что свет проходит от Солнца до Земли за 8 минут 13 секунд. [14] По иронии судьбы, звездная аберрация была впервые обнаружена Кассини и (независимо) Пикардом в 1671 году, но ни один из астрономов не смог дать объяснение этому явлению. [3] Работа Брэдли также сняла все оставшиеся серьезные возражения против кеплеровской модели Солнечной системы.
Более поздние измерения
Шведский астроном Пер Вильгельм Варгентин (1717–83) использовал метод Ремера при составлении своих эфемерид спутников Юпитера (1746), как и Джованни Доменико Маральди, работавший в Париже. [3] Оставшиеся нерегулярности орбит галилеевых спутников не могли быть удовлетворительно объяснены до работы Жозефа Луи Лагранжа (1736–1813) и Пьера-Симона Лапласа (1749–1827) по орбитальному резонансу .
В 1809 году астроном Жан Батист Жозеф Деламбр (1749–1822) , снова воспользовавшись наблюдениями Ио, но на этот раз с помощью более чем столетних все более точных наблюдений, сообщил, за какое время свет проходит от Солнца к Солнцу. Земля как 8 минут 12 секунд. В зависимости от значения, принятого для астрономической единицы , это дает скорость света чуть более 300 000 километров в секунду.
Первые измерения скорости света с использованием полностью земного аппарата были опубликованы в 1849 году Ипполитом Физо (1819–96). По сравнению с принятыми сегодня значениями результат Физо (около 313 000 километров в секунду) был слишком высоким и менее точным, чем результаты, полученные методом Рёмера. Пройдет еще тридцать лет, прежде чем А.А. Майкельсон в Соединенных Штатах опубликует свои более точные результаты (299 910 ± 50 км / с), а Саймон Ньюкомб подтвердит согласие с астрономическими измерениями, почти ровно через два столетия после объявления Ремера.
Позднее обсуждение
Рёмер измерил скорость света?
В ходе нескольких дискуссий было высказано предположение, что Рёмеру не следует приписывать измерение скорости света, поскольку он никогда не давал значения в наземных единицах. [15] Эти авторы приписывают Гюйгенсу первый расчет скорости света. [16]
Оценка Гюйгенса составляла 110 000 000 туазов в секунду: поскольку позже было определено, что туаз составляет чуть менее двух метров [примечание 10], это дает значение в единицах СИ.
Однако оценка Гюйгенса была не точным расчетом, а скорее иллюстрацией на уровне порядка величины . Соответствующий отрывок из « Трактата о люмьер» гласит:
Если учесть огромные размеры диаметра KL, который, по моему мнению, составляет около 24 тысяч диаметров Земли, то можно признать чрезвычайную скорость Света. Поскольку, если предположить, что KL составляет не более 22 тысяч этих диаметров, оказывается, что при прохождении за 22 минуты скорость составляет тысячу диаметров за одну минуту, то есть 16-2 / 3 диаметров за одну секунду или за один удар. пульс, который составляет более 11сот раз по сто тысяч туазов; [17]
Гюйгенса, очевидно, не волновала разница в 9% между его предпочтительным значением расстояния от Солнца до Земли и тем, которое он использует в своих расчетах. Гюйгенс не сомневался и в успехе Ремера, поскольку он писал Кольберту (курсив мой):
Недавно я с большим удовольствием наблюдал за прекрасным открытием мистера Ромера, продемонстрировавшего, что свету требуется время для распространения, и даже для измерения этого времени ; [8]
Ни Ньютон, ни Брэдли не удосужились вычислить скорость света в земных единицах. Следующее зарегистрированное вычисление, вероятно, было сделано Фонтенеллем : утверждая, что он работает на основе результатов Рёмера, исторический отчет о работе Рёмера, написанный спустя некоторое время после 1707 года, дает значение 48203 лиги в секунду. [18] Это 16,826 диаметров Земли (214 636 км) в секунду.
Доплеровский метод
Также предполагалось, что Рёмер измерял эффект Доплера . Первоначальный эффект, открытый Кристианом Доплером 166 лет спустя [19], относится к распространению электромагнитных волн. Обобщение, о котором идет речь здесь, - это изменение наблюдаемой частоты осциллятора (в данном случае Ио, вращающегося вокруг Юпитера), когда наблюдатель (в данном случае на поверхности Земли) движется: частота выше, когда наблюдатель движется в сторону осциллятор и ниже, когда наблюдатель удаляется от осциллятора. Этот очевидно анахроничный анализ подразумевает, что Рёмер измерял отношение c ⁄ v , где c - скорость света, а v - орбитальная скорость Земли (строго, составляющая орбитальной скорости Земли, параллельная вектору Земля-Юпитер ), и указывает что основная неточность расчетов Ремера заключалась в его плохом знании орбиты Юпитера. [19] [примечание 7]
Нет никаких доказательств того, что Рёмер думал, что он измерял c ⁄ v : он дает свой результат как время 22 минуты, чтобы свет прошел расстояние, равное диаметру орбиты Земли, или, что то же самое, 11 минут, чтобы свет прошел от Солнца к Земле. [2] [5] Легко показать, что эти два измерения эквивалентны: если мы дадимτкак время, необходимое свету для пересечения радиуса орбиты (например, от Солнца до Земли) иPкак орбитальный период ( время на один полный оборот), затем [примечание 11]
Брэдли , кто был измерения c ⁄ v в своих исследованиях аберрации в 1729 году хорошо знал об этой связи, поскольку он преобразовывал свои результаты для c ⁄ v в значениеτбез каких-либо комментариев. [14]
Смотрите также
- Приз долготы (Великобритания)
Библиография
- Бобис, Лоуренс; Лекё, Джеймс (2008), «Кассини, Рёмер и скорость света» (PDF) , J. Astron. Hist. Herit. , 11 (2): 97–105, Bibcode : 2008JAHH ... 11 ... 97B.
- Брэдли, Джеймс (1729), «Отчет о новом открытом движении неподвижных звезд» , Philosophical Transactions of the Royal Society of London , 35 : 637–60, doi : 10.1098 / rstl.1727.0064.
- Коэна, И. Б. (1940), "Роемер и первое определение скорости света (1676)", Isis , 31 (2): 327-79, DOI : 10,1086 / 347594 , ЛВП : 2027 / uc1.b4375710; перепечатано в виде книги Библиотекой Бернди , 1942 г.
- Даукантас, Patricia (июль 2009), "Рёмер и скорость света" , Оптика и фотоника News , 20 (7): 42-47, DOI : 10,1364 / OPN.20.7.000042.
- Френч, AP (1990), «Ремер: поучительная история», в Рош, Джон (ред.), Физики оглядываются назад: исследования по истории физики , CRC Press, стр. 120–23, ISBN 0-85274-001-8.
- Годин, Луи ; Фонтенель, Бернар де , ред. (1729–34), Mémoires de l'Académie royale des Sciences depuis 1666 jusqu'en 1692 , Paris: Compagnie des libraires, стр. 112–15, 140–41. (На французском)
- Huygens, Christiaan (16 сентября 1677 г.), «Lettre Nº 2103», в Bosscha, J. (ed.), Uvres completetes de Christiaan Huygens (1888–1950). Том VIII: Переписка 1676–1684 , Гаага: Мартинус Нийхофф (опубликовано в 1899 г.), стр. 30–31. (на латыни)
- Huygens, Christiaan (14 октября 1677 г.), «Lettre Nº 2105», в Bosscha, J. (ed.), Uvres completetes de Christiaan Huygens (1888–1950). Том VIII: Переписка 1676–1684 , Гаага: Мартинус Нийхофф (опубликовано в 1899 г.), стр. 36–37. (На французском)
- Гюйгенс, Христиан (1690), Traitée de la Lumière , Лейден: Пьер ван дер Аа. (На французском)
- Мейер, Кирстин (1915), "Om Ole Rømers Opdagelse af Lysets Tøven" , Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs Skrifter, 7. Række, Naturvidenskabelig og Mathematisk Afdeling , XII : 3. (на датском)
- Ньютон, Исаак (1704), "Книга II, проп. XI", Opticks , Лондон: Сэм. Смит. и Бендж. Уолфорд.
- Рёмер, Оле (30 сентября 1677 г.), «Lettre Nº 2104», в Bosscha, J. (ed.), Uvrescompètes de Christiaan Huygens (1888–1950). Том VIII: Корреспонденция 1676–1684 , Гаага: Мартинус Нийхофф (опубликовано в 1899 г.), стр. 32–35. (на латыни)
- Сайто, Йошио (2005), «Обсуждение открытия Ремера относительно скорости света», Бюллетень AAPPS , 15 (3): 9–17.
- Ши, Джеймс Х. (1998), "Оле Рёмер, скорость света, видимый период Ио, эффект Доплера и динамика Земли и Юпитера", Am. J. Phys. , 66 (7): 561-69, Bibcode : 1998AmJPh..66..561S , DOI : 10.1119 / 1,19020.
- Тойбер, Ян (2004), «Ole Rømer og den bevægede Jord - en dansk førsteplads?», В Friedrichsen, Per; Хеннингсен, Оле; Олсен, Олаф; Thykier, Клаус; Торцен, Chr. Горм (ред.), Оле Рёмер - videnskabsmand og samfundstjener , Копенгаген: Gads Forlag, стр. 218, ISBN 87-12-04139-4. (на датском)
- Врублевски, Анджей (1985), « де Мора Луминис : спектакль в двух действиях с прологом и эпилогом», Am. J. Phys. , 53 (7): 620-30, Bibcode : 1985AmJPh..53..620W , DOI : 10.1119 / 1,14270.
Заметки
- ^ Есть несколько альтернативных вариантов написания фамилии Рёмер: Рёмер, Рёмер, Рёмер и т. Д. Датское Оле иногда латинизируется как Олаус.
- ↑ Время появления исходит из одной из немногих сохранившихся рукописей Ремера , в которой он записывает дату как 19 марта 1671 года: см. Meyer (1915). По согласованию с другими временами, записанными в рукописи (написанной через несколько лет после события), было сделано предположение, что Рёмер отметил парижское время появления. Разница во времени между Парижем и Ураниборгом в 42 минуты 10 секунд происходит из той же рукописи: принятое сегодня значение составляет 41 минуту 26 секунд.
- ↑ В нескольких текстах ошибочно указана дата объявления 1685 или даже 1684 года. Бобис и Лекё (2008) убедительно продемонстрировали, что объявление было сделано 22 августа 1676 года, и что оно было сделано Кассини, а не Ремером.
- ↑ Оригинальная запись заседания Королевской академии наук утеряна. Цитата взята из неопубликованной рукописи на латыни, хранящейся в библиотеке Парижской обсерватории, вероятно, написанной Жозефом-Николасом Делислем (1688–1768) где-то до 1738 года. См. Bobis and Lequeux (2008), где содержится факсимиле рукопись.
- ^ Bobis и Lequeux (2008) условно отнести перевод к Эдмунда Галлея (1656-1742), который стал бы английский Королевский астроном и который лучше всего известен своими расчетами относительно кометы Галлея . Однако другие источники - не в последнюю очередь его собственный Catalogus Stellarum Australium, опубликованный в 1679 году - предполагают, что в то время Галлей находился на острове Св. Елены в южной части Атлантического океана.
- ^ Хотя в новостном сообщении это не делается явным образом, выбор точки квадратуры для примера вряд ли будет случайным. Во второй квадратуре движение Земли по орбите уносит ее прямо от Юпитера. Таким образом, это точка, в которой ожидается наибольший эффект на одной орбите Ио .
- ^ a b Цифра 210 земных диаметров на орбиту Ио для орбитальной скорости Земли относительно Юпитера намного ниже, чем реальная цифра, которая в среднем составляет около 322 земных диаметров на орбиту Ио с учетом орбитального движения Земли. Юпитер. Рёмер, похоже, полагал, что Юпитер ближе к Солнцу (и, следовательно, движется по его орбите быстрее), чем это есть на самом деле.
- ↑ Королевская академия наук поручила Ремеру опубликовать совместную работу со своими коллегами.
- ↑ Этот последний пункт довольно четко сформулирован еще в 1707 году племянником Кассини, Джакомо Филиппо Маральди (1665–1729), который также работал в Королевской обсерватории: «Чтобы гипотеза была принята, недостаточно ее согласия. с некоторыми наблюдениями, это также должно согласовываться с другими явлениями ». Цитируется по Bobis and Lequeux (2008).
- ^ Точное соотношение: 1 туаз = 54000 ⁄ 27706 метров, или приблизительно 1,949 м: французский закон 19-го фронта An VIII (10 декабря 1799 г.). Гюйгенс использовалзначение Пикара (1669) окружности Земли как 360 × 25 × 2282 туаза , в то время как юридическое преобразование 1799 года использует более точные результаты Деламбра и Мешена .
- ^ Выражение дано для приближения к круговой орбите. Вывод выглядит следующим образом:
(1) выразить орбитальную скорость через радиус орбиты r и период обращения P : v = 2π r ⁄ P
(2) подставляем τ = r ⁄ c → v = 2π τc ⁄ P
(3) переставим, чтобы найти c ⁄ v .
Рекомендации
- ^ Мейер (1915).
- ^ a b c Рёмер (1677).
- ^ Б с д е е г ч Bobis и Lequeux (2008).
- ^ Тойбер (2004).
- ^ а б в " Демонстрация прикосновения движения люмьерных труб к М. Ремеру Королевской академии наук" (PDF) , Journal des Sçavans : 233–36, 1676. (На французском)
- ^ «Демонстрация движения света, переданная из Парижа в Journal des Scavans и здесь сделанная на английском языке» , Philosophical Transactions of the Royal Society of London , 12 (136): 893–94, 1677, Bibcode : 1677RSPT .. .12..893. , DOI : 10.1098 / rstl.1677.0024 , JSTOR 101779
- ^ Сайто (2005).
- ^ a b Гюйгенс (14 октября 1677 г.). "J'ay veu depuis peu avec bien de la joye la bellevention qu'a Trouvé le Sr. Romer, pour демонстратор que la lumiere en se repandant emploie du temps, et mesme pour mesurer ce temps, qui est une decouverte fort importante et al. a la Подтверждение достоинства quelle l'observatoire Royal s'emploiera. Pour moy cette демонстрация m'a agrée d'autant plus, que dans ce que j'escris de la Dioptrique j'ay supposé la mesme selected ... "
- ^ Рёмер (1677). «Dominos Cassinum et Picardum quod attinet, quorum judicium de illa reognoscere desideras, hic quidem plane mecum sentit».
- ↑ См. Примечание 2 у Гюйгенса (16 сентября 1677 г.).
- ↑ В его « Лекциях о свете »1680 года: «настолько быстро, что это выходит за рамки воображения […], и если так, то почему это может быть не так быстро, я не знаю причины». Цитируется у Даукантаса (2009).
- ↑ Даукантас (2009).
- ^ a b Ньютон (1704 г.): «Свет распространяется от светящихся тел во времени и тратит около семи или восьми минут в час на прохождение от Солнца к Земле. Это наблюдалось сначала Ромером, а затем другими средствами. затмений спутников Юпитера ».
- ^ a b c Брэдли (1729).
- ^ Коэн (1940). Wróblewski (1985).
- ^ Французский (1990), стр. 120–21.
- ↑ Гюйгенс (1690), стр. 8–9. Перевод Сильвануса П. Томпсона.
- ^ Годин и Fonetenelle (1729-34). "Il suit des Observations de Mr. Roëmer, que la lumiére dans une second de tems fait 48203 lieuës communes de France, & 377 ⁄ 1141 party d'une de ces lieuës, Fraction qui doit bien être négligée ".
- ^ а б Ши (1998).
Внешние ссылки
СМИ, связанные с определением Рёмером скорости света на Викискладе?
- Короткий, лаконичное объяснение по Этану Зигель
- Визуализируйте Солнечную систему в данную эпоху
- История скорости
- Рёмер и принцип Доплера
- Продолжение эксперимента Ремера для школ из летних школ EAAE
- Определение скорости света