Неудача опытов Галилея
Статья к заданиюИсторические опыты по определению скорости света и звука
Прочитайте текст и выполните задания.
Исторические опыты по определению скорости света и звука
В 1607 г. Галилео Галилей впервые в истории физики предпринял попытку определить скорость света с помощью следующего опыта: два наблюдателя (А и В), снабжённые закрывающимися фонарями, расходились на большое расстояние D друг от друга (рисунок 1). Наблюдатель А открывал свой фонарь, и свет через некоторый промежуток времени доходил до наблюдателя В, который в тот же момент открывал свой фонарь. Когда второй сигнал доходил обратно до наблюдателя А, тот отмечал время τ, протёкшее от момента подачи им сигнала до момента его возвращения. Тогда скорость света c можно было бы рассчитать по формуле:
c = 2D/τ.
Рисунок 1
Однако опыты Галилея оказались неудачными и не позволили определить скорость света.
Похожую схему опыта применил в 1630 г. французский учёный М. Марсенн для определения скорости звука в воздухе. Марсенн поставил на определённом расстоянии D двух человек. Один выстрелил из мушкета (огнестрельного оружия), а другой отметил время τ, прошедшее между вспышкой от выстрела и долетевшим до него звуком. Поделив расстояние на время, Марсенн нашёл, что скорость звука υ равна 230 туазам в секунду, что соответствует 448 метрам в секунду. Опыты Марсенна оказались неточными (скорость звука в воздухе на самом деле составляет примерно 330 м/с), но впервые позволили оценить порядок величины для скорости звука.
Используя приведённый материал об исторических опытах по определению скорости света и звука, объясните, измерение какой физической величины — расстояния или времени — обрекло опыты Галилея на неудачу.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| Измерения какой физической величины (расстояния или времени) обрекли опыты Галилея на неудачу? Ответ поясните. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Сравните величину расстояния между наблюдателями со временем распространения светового сигнала.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
В формуле $c = \dfrac{2D}{\tau}$ неизвестными являются расстояние $D$ и время $\tau$. Подумайте, какую из этих величин невозможно было точно измерить в условиях опыта.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Неудачу вызвало измерение времени: время прохождения света между наблюдателями было слишком мало по сравнению с точностью измерения и временем реакции человека.