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アイデアの出しどころ?

電気屋にiPadを見に行ったら、説明してくれた店員がずっと「ブロバイダー」と言っていました。

最初適当に聞き流していたけど、話が長くなってくると「早いうちに指摘しておけばよかったかな。今更指摘してもなあ」と思い、結局話が終わってしいました。

このような事を繰り返して、あの店員は「ブロバイダー」と言い続けてきたのだろうと思いつつ、本題です。


今日は光の速さについて。

ちょっと前にニュートリノの速さが光の速さを超えているという実験結果が出た、という話がありましたが、光の速さの測定に関する歴史的な経緯が、「歴史をかえた物理実験」という本に書いてあったので、その辺のお話を。

アリストテレスの頃は光速は無限大であると信じられていたようですが、1600年代になると木星の衛星イオが木星の影に隠れる周期が年月と共に変動することがわかり、その後レーマーという人が、それは光の速さが有限であるからだと気づいたそうです。

そして、実際に地球上で光の速さを測ることになるわけですが、秒速約300,000 kmで飛んでいく光の速さを測るわけだから大変です。最初に測ったのは1849年のフィゾーという人だそうです。原理を簡単に言うと、光を約8 km先まで飛ばしてミラーで戻します。そして、光の経路上に歯車を設置して回転させ、高速で光を遮ったり通したりさせます(専門用語で言えばチョッパーのこと)。光が行って帰ってくるまでの間に歯半個分だけ歯車が回転する場合には、光は行きか帰りかどちらかで遮られてしまうので、歯半個分回る間に光が行って帰ってきたのだと分かるわけです。歯半個分回る時間は1秒あたりの回転数から求めて、光を飛んだ距離を割れば光の速さが求まります。

上手いこと測っているわけですが、測定技術やアイデアはどんどん進歩し、光の速さを測るのに長い距離を飛ばして時間で割って求める方法ではなくなっていき、周波数と波長を測定して両者をかける方法に変わって行きました。波長は光の干渉を利用して測り、周波数は2つの波を重ねたときに両者の差の周波数で起こる「うなり」をうまく利用して、カウントできる周波数まで下げていって測りました。1971年にはアメリカ国立標準局のイーブンソンらが、秒速±0.2 kmの精度で光の速さを決定したそうです。

測定技術の変遷をざっくり言えば、「天体観測」→「距離/時間で求める」→「周波数×波長で求める」ということですね。

ニュートリノの場合だと、今「距離/時間で求める」の段階でしょう。でも、天体観測からはニュートリノの速さは光速を超えていないはずなんでしたっけ。ともかく、光のように鏡に反射されて戻っては来ないでしょうし、作ること自体が難しいだけに何か試すにも大変な労力がかかるでしょうから、とても光と同じようにはできないでしょうけど、似たような変遷をたどるのでしょうか?どうなるかは分かりませんが、ニュートリノの速さの精密測定は今後要求されてくるのでしょうから、今がアイデアの出しどころかもしれません。もっとも、私はアイデア以前にどんなものかを理解しきれていないのですが・・・

ちなみに、今はメートルを基準にして光の速さが測られているわけではなく、光の速さを299792458 m/sとして、それを基準にメートルの単位が決まっているので、光の速さを精度〇〇で測るという事自体がおかしな話になってしまいます。

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テーマ : 自然科学
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バラッくま

Author:バラッくま
色々あったのち東京深川在住の科学技術系の研究者。
クマに似ている。最近はカピバラにも似ている。
専門: 量子エレクトロニクスなど。
休みのときは、(有休を取ってまでして)落語、スキューバダイビング、スポーツ観戦(相撲など。両国が近いのでうれしい。)、音楽鑑賞などを少しずつ。

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