Hitrost svetlobe c v vakuumu se ne meri. V standardnih enotah ima točno določeno vrednost. V skladu z mednarodnim sporazumom iz leta 1983 je meter določen kot dolžina poti, ki jo je svetloba prehodila v vakuumu v času 1/299792458 sekund. Hitrost svetlobe znaša natanko 299.792.458 m / s. Palec je opredeljen kot 2,54 centimetra. Zato ima v nesimetričnih enotah hitrost svetlobe tudi natančno vrednost. Takšna opredelitev je smiselna samo zato, ker je hitrost svetlobe v vakuumu konstantna in to dejstvo je treba potrditi eksperimentalno (glej Ali je hitrost svetlobe konstantna?). Prav tako je treba eksperimentalno določiti hitrost svetlobe v medijih, kot sta voda in zrak.
Vse do sedemnajstega stoletja je veljalo, da se svetloba širi v trenutku. To so potrdila opažanja luninega mrka. Pri končni hitrosti svetlobe naj bi prišlo do zamika med položajem Zemlje glede na Luno in položajem Zemljine sence na površini Lune, vendar take zamude niso našli. Zdaj vemo, da je hitrost svetlobe prehitra, da bi opazili zamudo. Galileo je podvomil v neskončnost hitrosti svetlobe. Predlagal je način, kako ga izmeriti tako, da nekaj milj stran zaprete in odprete svetilko. Ni znano, ali je poskusil tak poskus, vendar zaradi zelo visoke svetlobne hitrosti meritev ni mogla biti uspešna.
Prvo uspešno meritev c je leta 1676 opravil Olaf Roemer. Opazil je, da je čas med mrki Jupitrovih satelitov krajši, ko se razdalja od Zemlje do Jupitra zmanjšuje, in daljši, ko se ta razdalja poveča. Spoznal je, da je to posledica spremembe časa, ki je potreben, da svetloba potuje iz Jupitra na Zemljo, ko se spreminja razdalja med njima. Izračunal je, da je hitrost svetlobe 214.000 km / s. Nepravilnost je posledica dejstva, da razdalje med planeti v tistem času še niso bile dobro definirane.
Leta 1728 je James Bradley ocenil jakost svetlobne hitrosti z opazovanjem aberacije zvezd (sprememba navideznega položaja zvezde, ki jo povzroča gibanje Zemlje okoli Sonca). Opazoval je eno od zvezd v ozvezdju Draco in ugotovil, da se njen navidezni položaj skozi vse leto spreminja. Ta učinek deluje za vse zvezde, v nasprotju s paralakso, kar je bolj opazno pri bližnjih zvezdah. Aberacija je podobna vplivu gibanja na vpadni kot dežne kaplje. Če stojite in ni vetra, kapljice padajo navpično na glavo. Če tečete, se izkaže, da dež pride pod kotom in udari v obraz. Bradley je izmeril ta kot za zvezdno svetlobo. Poznajoč hitrost gibanja Zemlje okoli Sonca, je določil, da je hitrost svetlobe 301.000 km / s.
Prvo meritev c na Zemlji je leta 1849 opravil Armand Fizeau. Uporabil je odsev svetlobe iz ogledala, oddaljenega 8 km. Snop svetlobe je šel skozi vrzel med zoboma hitro vrtečega se kolesa. Hitrost vrtenja se je povečevala, dokler odsevni žarek ni postal viden v naslednji reži. Izkazalo se je, da je izračunana vrednost c 315.000 km / s. Leto pozneje je Leon Foucault to metodo izboljšal z vrtljivim ogledalom in dosegel veliko natančnejšo vrednost 298.000 km / s. Izboljšana metoda je bila dovolj natančna, da je lahko ugotovil, da je hitrost svetlobe v vodi počasnejša kot v zraku.
Potem ko je Maxwell objavil svojo teorijo o elektromagnetizmu, je bilo mogoče določiti hitrost svetlobe posredno iz vrednosti magnetne in električne prepustnosti. Weber in Kohlrausch sta to prvič storila leta 1857. Leta 1907 sta Rose in Dorsey na enak način dosegla 299.788 km / s. Takrat je bila to najbolj natančna vrednost.
Nato so bili za izboljšanje natančnosti uporabljeni dodatni ukrepi. Na primer, upoštevali smo lomni indeks svetlobe v zraku. Leta 1958 je Froome z uporabo mikrovalovnega interferometra in Kerr elektro-optičnega zaklopa pridobil vrednost 299792,5 km / s. Po letu 1970 so postale možne še natančnejše meritve z uporabo zelo stabilnega laserja in natančne cezijeve ure. Do takrat je bila natančnost standardnega merilnika višja od natančnosti merjenja hitrosti svetlobe. In zdaj je hitrost svetlobe postala znana z natančnostjo plus ali minus 1 m / s. Zdaj je bolj praktično uporabiti hitrost svetlobe pri določanju merilnika. Standard razdalje 1 metra se zdaj določa z atomsko uro in laserjem.
Tabela prikazuje glavne stopnje merjenja hitrosti svetlobe (Froome in Essen):
Promocijski video:
| datum | Avtorji | Metoda | km / s | Napaka |
|---|---|---|---|---|
| 1676 | Olaus Roemer | Lune Jupitra | 214.000 | |
| 1726 | James bradley | Aberacija zvezd | 301.000 | |
| 1849 | Armand Fizeau | Gear | 315.000 | |
| 1862 | Leon foucault | Vrtljivo ogledalo | 298.000 | ± 500 |
| 1879 | Albert Michelson | Vrtljivo ogledalo | 299.910 | ± 50 |
| 1907 | Rosa, Dorsay | Konstante EM | 299 788 | ± 30 |
| 1926 | Albert Michelson | Vrtljivo ogledalo | 299 796 | ± 4 |
| 1947 | Essen, Gorden-Smith | Resonantni resonator | 299 792 | ± 3 |
| 1958 | KDFroome | Radio interferometer | 299 792,5 | ± 0,1 |
| 1973 | Evanson in sod | Laserski interferometer | 299 792.4574 | ± 0,001 |
| 1983 | CGPM | Sprejeta vrednost | 299 792.458 | 0 |