光の速度はどうやって測ったか
光は、１秒間に地球を７周半まわります。
それではどうのようにして光の速さを測ったのでしょうか。
アルマン・フィゾー（仏１８１９－１８９６）が、１８４９年に行った実験をご紹介しましょう。
２－a
光源からの光を回転する歯車に導き、歯車の隙間を通した光を、遠方の鏡で反射させます。反射光は歯車に戻ってきます。光が歯車と反射鏡の間を往復している間に、歯車は少しだけ進みます。
２－b
うまく回転数を調整し、歯車がこの間に半分進むようにすると、帰ってきた光は歯にさえぎられてしまいます。この時、観測者の視界は暗くなります。
２－c
さらに回転数を上げると、光が往復する間に歯車がちょうど１個分進むようになります。この時反射光は歯車の隙間を通過し、視界はとても明るくなります。
こうして、視界が暗くなるとき・明るくなるときの条件からフィゾーは光速を求めたのです。
L；歯車と反射鏡の間の距離
N；歯車の歯の数
n；視野が暗くなったときに一秒間に歯車が回転する回数
C；光の速さ
１/n；歯車が一回の回転に要する時間
１/N；歯車１個分の歯
(１/n)×(１/N)；歯車１個分が回転するのに要する時間
その１/２が歯車半個分が回転する時間
光が歯車と反射鏡の間を往復する時間； ２L/C ①
歯車半個分が回転する時間； (１/n)×(１/N)×１/２ ②
①、②が等しいので
２L/C＝(１/n)×(１/N)×１/２ ③
フィゾーの実験結果から
L；８６３３ｍ
N；720
n；12.6
を③に代入してＣを求めると、
Ｃ＝４ＬｎＮ＝４×８６３３×１２．６×７２０
＝３１３，２７４，３０４（ｍ／秒）≒３１３０００（㎞／秒）
正確には、光速は２９９７９２．４５８（㎞／秒）ですが、これに近い値を得たのでした。
（参考）１ｍの定義；現在では光速の値から１メートルの長さが決められている。
２９９、７９２、４５８分の１秒の間に真空中で進む距離が１メートルと定義されている。
