Měření rychlosti světla
Rychlost světla ve vakuu v inerciální soustavě je základní fyzikální konstantou. Poměrně dlouho trvalo, než jsme dokázali přesně změřit její hodnotu (připomeňme graf na obrázku 2.16). Dnes umíme rychlost světla měřit velmi přesně a využíváme ji také k definici některých základních jednotek mezinárodní soustavy (SI).
V této aktivitě si můžete zkusit rychlost světla jednoduše změřit. Přesněji řečeno budete měřit rychlost mikrovlnného záření, protože k experimentu použijeme mikrovlnnou troubu.
Jaký je princip měření? Mikrovlny vytvářené magnetronem na frekvenci 2 450 MHz se v kovovém obalu mikrovlnné trouby odrážejí a navzájem interferují. Uvnitř trouby tak vzniká stojaté elektromagnetické vlnění s kmitnami a uzly. V místech kmiten dochází k rozkmitávání molekul vody a ohřívání jídla. Protože je v ní umístěn i otočný talíř, jídlo, které jsme do ní vložili, se postupně ohřeje v celém objemu.
Když zajistíme, aby se talíř v mikrovlnce neotáčel, jídlo se prohřeje pouze v místě kmiten, které jsou od sebe vzdáleny o polovinu vlnové délky. Můžeme tedy posypat talíř nastrouhanou čokoládou (vložit toustový chléb nebo vyskládat bonbóny marshmallow), vložit do mikrovlnky a zapnout ji na přibližně 20 s (záleží na nastaveném výkonu trouby). Pak již stačí pouze změřit vzdálenost mezi rozpečenými místy čokolády (vzdálenost mezi kmitnami) a vypočítat přibližnou hodnotu rychlosti šíření elektromagnetického vlnění, tedy i světla.
A co potom? Nezbývá než výsledek porovnat s tabulkovou hodnotou a čokoládu sníst!
