Wie hat Ole Christensen Romer die Lichtgeschwindigkeit gemessen?

Wie hat Ole Christensen Rømer , der 1676, kurz nach Galileos Tod, die Lichtgeschwindigkeit auf 220.000 km/s gemessen haben soll, indem er die Umlaufbahnen von Io um den Jupiter zeitlich festlegte?

Meine einzige Vermutung ist, dass der Mond Io, der Jupiter umkreist, einfach eine Uhr ist. Es pulsiert mit einer Umlaufzeit von 42 Stunden und versorgt die Erde mit 21 Stunden Licht pro Umlauf; das ändert sich nicht. Nun, von „oben“ aus gesehen, gehen wir gegen den Uhrzeigersinn um die Sonne herum, und wenn wir uns in Richtung Jupiter bewegen, würde die Lichtdauer von Io weniger als 21 Stunden betragen, wohingegen, wenn wir uns von Jupiter wegbewegen, die Lichtdauer von Io wäre mehr als 21 Stunden. Angenommen, wir messen die Zeit von Ios erstem Erscheinen hinter Jupiter bis zu seinem Wiedererscheinen und nennen dies seine beobachtete Umlauffrequenz f im Gegensatz zu seiner tatsächlichen Umlauffrequenz f Ö das sind 1/42 Stunden.

Er muss den Doppler-Effekt und diese Gleichung herausgefunden haben...

f = ( 1 + Δ v C ) f Ö

Ich habe die Zahlen selbst durchgehasht und eine Antwort von etwa 10 Minuten mehr oder weniger von 42 Stunden erhalten, je nachdem, in welche Richtung sich die Erde in Bezug auf Jupiter bewegt.

Nein, ich glaube, er kannte die Delta-Distanz. Erde Jipiter und einfach dividiert durch ein beobachtetes Delta t, zu unterschiedlichen Zeiten der Erd- und Jupiterumlaufbahn. Zumindest ist dies das Prinzip, unterschiedliche Weglänge / unterschiedliche Zeit.
Sie können erwägen, auf der Website für Wissenschaftsgeschichte und Mathematik hsm.stackexchange.com nachzufragen , wenn Sie hier nicht genug Aufmerksamkeit erhalten, aber warten Sie zumindest ein paar Tage.
@Walter Ich habe es auf Wikipedia gelesen; Ich fand es schwer zu folgen und etwas fehlte (dh der Doppler-Effekt.). Er muss die obige Gleichung gehabt haben, sonst wäre es ihm nicht gelungen, eine gute Schätzung zu erstellen.
Es gibt auch mehrere neue und auch hervorragende Antworten in Physics SE: Zu den Rømer-Experimenten und der Lichtgeschwindigkeit

Antworten (1)

Ole Rømer hat keine Änderung der Lichtfrequenz gemessen. Er maß eine scheinbare Veränderung in der Umlaufzeit von Io, einem der Jupitermonde.

Die Bahn von Io kann sehr genau gemessen werden, indem man beobachtet, wann sie in den Schatten von Jupiter eintritt oder ihn verlässt. Wenn sich die Erde vom Jupiter entfernt, stellte Rømer fest, dass die Umlaufbahn von Io sehr geringfügig länger zu sein schien, als wenn sich die Erde parallel zum Jupiter bewegte.

Angenommen, die Umlaufzeit von Io ist p Sekunden. Wenn Sie sich nicht bewegen und gerade eine Sonnenfinsternis beobachten t , die nächste Sonnenfinsternis findet zur gleichen Zeit statt t + p . Wenn Sie sich jedoch von Io entfernen, ist die nächste Sonnenfinsternis zu sehen t + p + x , wo x ist die Zeit, die das Licht braucht, um sich von Ihrer Position zur Zeit zu bewegen t zu deiner Stelle p Sekunden später.

Die Verzögerung über eine einzelne Umlaufbahn war für ihn zu gering, um sie zu messen (ungefähr 30 Sekunden). Aber die Verzögerung war kumulativ, und über etwa 30 Umlaufbahnen von Io verzögerte sich die Umlaufbahn um etwa eine Viertelstunde. Er bemerkte:

[Dies] scheint darauf zurückzuführen zu sein, dass das Licht einige Zeit braucht, um uns vom Satelliten zu erreichen; Licht scheint etwa zehn bis elf Minuten zu brauchen, um eine Strecke zu überqueren, die dem halben Durchmesser der Erdumlaufbahn entspricht.

Natürlich kannte Rømer die tatsächliche Größe des halben Durchmessers der Erdumlaufbahn (der astronomischen Einheit) nicht. Wenn man jedoch den modernen Wert von etwa 150 Millionen km ansetzt, ergibt dies einen Wert der Lichtgeschwindigkeit von etwa 220000 km/s, was nicht so weit von dem modernen Wert von etwa 300000km/s entfernt ist

Obwohl dies kein Maß für die Lichtfrequenz ist, frage ich mich, ob es immer noch fair wäre, es als Beispiel für den Doppler-Effekt zu bezeichnen. Ich frage, weil es immer noch eine wahrgenommene Abnahme der (Io-Orbital-) Frequenz zu messen scheint, die sich aus einem Geschwindigkeitsunterschied ergibt. Ist das korrekt?
Sie können so argumentieren, obwohl beachten Sie, dass Rømer mehr als 100 Jahre vor Doppler war. Es ist kein typisches Beispiel für den Doppler-Effekt.
@senderle ...die Änderung der Frequenz oder Wellenlänge einer Welle für einen Beobachter, der sich relativ zur Wellenquelle bewegt. Also vielleicht nicht, aber es ist eine interessante Art, darüber nachzudenken!
@uhoh, was ist eine Welle? :)
@JamesK Wenn das, was du sagst, richtig ist, dass Romer nicht wusste, was die astronomische Einheit war, dann hätte er die Geschwindigkeit der Erde um die Sonne in ihrer Umlaufbahn nicht kennen können? Wenn ja, wüsste er nicht, was Delta v in der obigen Gleichung war. Ich danke Ihnen sehr für Ihre Antwort.
Aber hat Christiaan Huygens nicht 1659 eine AU mit (1,023) (AU moderner Wert) gemessen? Romer führte seine Messungen 1676 durch, damit er möglicherweise die Länge einer AE und damit die Geschwindigkeit der Erde um die Sonne oder Delta v kannte.
@uhuh Jeder Oszillator, der auf eine sich bewegende Achse aufgetragen ist, erzeugt eine Welle. Der Oszillator ist die Position des Mondes; Die Achse ist die Zeit. Et voila, eine Welle.
Wie hat Ole Christensen Romer die Lichtgeschwindigkeit gemessen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v