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138번째 줄: === 뢰머의 빛의 속력 측정 === {{본문\|뢰머의 빛의 속도 측정}} [[파일:Illustration from 1676 article on Ole Rømer's measurement of the speed of light.jpg\|~~thumb~~섬네일\|뢰머의 광속도 측정]]1676년 [[올레 뢰머]]는 첫 번째로 빛의 속도를 정성적인 측정값으로 구했다. 뢰머는 덴마크 천문학자로서 천문학적 방법을 사용해서 빛의 속도를 측정하였다. 그는 목성의 위성 중 ‘[[이오]]’가 식(목성의 그림자에 의해 가려지는 현상)이 발생할 때, 지구가 공전궤도에서 가까이 있을 때가 멀리 있을 때보다 22분 빨리 나타난다는 것을 관측했다. 지구에서 봤을 때, 이오의 식은 두 가지 방법으로 관측이 가능한데, 이오가 보이다가 안 보일 때, 이오가 목성의 그림자 안으로 들어갈 때가 immersion, 이오가 안 보이다가 보일 때, 이오가 목성의 그림자에서 나올 때가 emergence인데, 지구에서는 목성이 가로막기 때문에 동일한 식의 immersion과 emergence를 동시에 볼 수 없다. [[충]]의 위치에서는 둘 중 어느 것도 보지 못 한다. 목성이 충의 위치에 있을 때부터 4달이 지난 후(L부터 K까지)부터는 이오의 emergence를 볼 수 있고, 충의 위치에서 4달 전(F부터 G까지)는 이오의 immersion을 볼 수 있다. 이 시기가 아닌 5~6달은 식을 관찰할 수 없는데, 지구와 목성이 적절한 위치에 있더라도 지구의 어떤 지역에서는 이오의 식을 볼 수 없다. 이를 통해 그는 빛이 유한한 속도로 이동한다고 결론내릴 수 있었고, 빛이 지구 궤도의 지름을 가로지르는 데 22분(실제로는 16분 36초)이 걸린다는 것을 측정했다. 뢰머는 규모의 비교 증명(빛의 속력이 ‘지구 지름/1초’보다 훨씬 크다고 결론)과 누적 효과(빛의 유한한 속도의 영향이 많은 관측들을 통해 늘어날 것; 프랑스 과학 아카데미에서 발표) 등을 이용해서 이것이 빛이 지구에 오는 동안 지구가 공전하여 생기는 거리(지구가 목성과 가까워 질 때의 거리와 멀어질 때의 거리 차이)의 차이 때문이라고 예측하고 여러 번의 시행착오와 관측 결과를 이용하여 빛의 속력을 약 212 000 km/s으로 측정하였다. 뢰머는 자신의 방법을 공식적으로 서술한 적이 없지만, 그의 계산은 ‘지식인의 잡지’의 뉴스보도와 1676년 8월 22일 카시니의 발표로 알 수 있다. 이 값은 오늘날의 측정값인 2.997925*10^8 m/s와 비교하였을 때 오차(약 26%)가 상당하지만, 최초로 빛의 속력을 정밀하게 측정했다는 것에 큰 의의를 가진다. 뢰머가 쓴 논문들은 1728년 코펜하겐에서 불이 났을 때 대부분 없어졌지만, 1668년부터 1768년까지 발생한 60번의 이오 식의 관측결과를 담고 있는 한 개의 논문은 불타지 않았다. 뢰머는 1677년 9월 30일에 1671년부터 1673년의 관측 자료가 그의 계산의 기초를 만들었다고 하위헌스에게 편지를 썼다. 하위헌스의 Opticks(1704) 책을 보면 [[아이작 뉴턴]]이 뢰머의 빛의 속력 계산값을 기록했고, 태양으로부터 지구까지 빛이 이동하는 데 “7~8분”이 걸린다고 했다. 뉴턴은 뢰머의 식 현상의 그림자가 색을 띤다는 것에 대해 의문을 가졌고, 다른 색의 빛이 같은 속도로 이동한다고 결론지었다. {\| class="wikitable" style="text-align:center"; border="1" 177번째 줄: 라는 식을 얻을 수 있다. 이를 이용한 방법이 바로 비행 시간 측정방법-에 기초한 빛의 속력 측정 방법을 개발하였으며 약 315 000 km/s로 보고하였다. 이때 시행된 실험을 피조의 실험이라고 부르며, 1851년에 움직이는 물에 대한 상대적 빛의 속도를 측정하는 실험이었다. 피조는 매질의 이동 효과를 측정하기 위한 특별한 [[간섭계]]의 배열을 사용했다. <ref name=fiz1>{{저널 인용\|author=Fizeau, H.\|title=Sur les hypothèses relatives à l’éther lumineux \|journal=Comptes Rendus\|volume=33\|year=1851\|pages=349–355\|url=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k29901/f351.chemindefer}}</ref> <ref name=fiz2>{{저널 인용\|author=Fizeau, H.\|title=Sur les hypothèses relatives à l’éther lumineux\|journal=Ann. de Chim. et de Phys.\|volume=57\|year=1859\|pages=385–404 \|url=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k347981/f381.table}}</ref> [[파일:피조실험모형.png\|~~thumb~~섬네일\|center\|700px\|피조의 실험기구(1851)]] [[광원]] S' 에서 나오는 광선은 광선분열기에 반사 되며 [[렌즈]] L 에 평행한 빛이 들어간다. O1 와 O2의 슬릿을 차례로 지나고 난 후 두 빛은 물이 화살표와 같이 흐르는 A1 과 A2 튜브를 따라 진행한다. 빛들이 렌즈 L' 의 초점에 위치해 있는 [[거울]] m에 반사되기 때문에 하나의 빛은 언제나 물의 흐름과 같은 방향으로 전파되며 다른 빛은 반대방향으로 전파된다. 튜브의 앞쪽, 그리고 뒤쪽으로 진행 되고 난 후 두 빛은 S에서 합쳐진다. 이때 점 S에서는 접안렌즈를 통해 보여지는 간섭무늬를 만든다. 간섭무늬는 각각의 튜브를 오가는 빛의 속도 결정에 분석될 수 있다. 207번째 줄: === 마이컬슨 몰리 실험 === {{본문\|마이컬슨-몰리 실험}} [[파일:Michelson-Morley experiment (en).svg\|~~thumb~~섬네일\|left\|350px\|비록 이 실험장치는 레이저를 사용하고 있으나 마이컬슨의 초창기 간섭계와 원리는 동일하다]] [[앨버트 마이컬슨]]과 [[에드워드 몰리]](Edward Morley)는 1887년, 현재의 [[케이스 웨스턴 리저브 대학교]](Case Western Reserve University)에서 [[물리학]]의 역사상 가장 중요한 실험 중 하나인 '''마이컬슨-몰리 실험'''을 하였다. 이 실험의 결과는 [[에테르 (물리)\|광학적 에테르 이론]]을 부정하는 최초의 유력한 증거가 되었다. 이 실험은 또한 두 번째 과학 혁명의 이론적 관점의 시발점이라고 불리기도 한다<ref name = michelson1>{{서적 인용\|title =Cradle of Greatness: National and World Achievements of Ohio’s Western Reserve\|author=Earl R. Hoover\|publisher=Cleveland: Shaker Savings Association\|year=1977}}</ref> 218번째 줄: 그러나 그의 초창기 실험장치는 에테르 바람의 존재에 대해 확신을 갖고 말하기에는 실험적 오차가 너무 컸다. 에테르 바람을 측정하기 위해서는 보다 정확하고 정교하게 통제된 실험이 필요하였다. [[파일:Michelsonmorley-boxplot.svg\|~~thumb~~섬네일\|350px\|마이컬슨-몰리 실험의 데이터]] 그 후 그는 에드워드 몰리와 합작하여, 에테르 바람에 의한 간섭무늬의 변화를 측정할 수 있을 정도로 정교한 실험장치를 제작하였다.<ref name= michelson3>{{저널 인용\|title=On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether\|author= Michelson, Albert Abraham & Morley, Edward Williams\|journal= American Journal of Science\|volume=34\|year=1887\|pages=333-345}}</ref> 231번째 줄: === 근현대의 빛의 속력 === ==== 로렌츠와 아인슈타인 ==== [[파일:Einstein en Lorentz.jpg\|~~thumb~~섬네일\|아인슈타인(왼쪽)과 로렌츠(오른쪽)]] 측정된 운동 값은 항상 관찰된 오차보다 항상 작았다. 근대 실험들은 두 방향의 빛의 속도는 6 nm/s 안으로는 등방하다는 것을 가리키고 있다.<ref name=french>{{서적 인용\|title = Special relativity\| page=51-57 \| author= French, AP\|isbn= 0-442-30782-9\| publisher= Van Nostrand Reinhold \| year=1983}}</ref> 이 실험 때문에, [[헨드릭 로렌츠]]는 [[에테르]]를 통하는 어떤 기구의 운동이 그 기구로 하여금 운동방향으로 그 길이가 축소하게 만든다 생각하였고, 더 나아가 그는 운동하는 계의 시간 변수 또한 그에 의해 바뀌어야 된다고 예상했다. 이는 [[로렌츠 변환]]의 첫 걸음이었다. 266번째 줄: === 스넬의 법칙 === [[파일:Snells law2.svg\|220px\|right\|~~thumb~~섬네일\|공기(n1)에서 물(n2)로 진행하는 빛의 굴절]] 매질1 속을 진행하던 빛이 <math>\theta_1</math>의 각도로 매질2에 입사하면, <math>\theta_2</math>의 각도로 굴절하게 된다. 이 법칙을 수식으로 나타내면 다음과 같다.

빛의 속력: 두 판 사이의 차이