Впервые скорость света оценил датский астроном Ремер в 1676 г. из наблюдений затмения спутника Юпитера.
Опоздание, по сравнению с рассчитанным, момента выхода спутника из затмение через полгода обусловлено увеличением пути света к Земле на длину диаметра ее орбиты. Было получено огромное, но конечное значение 215 000 км / с.
В 1727 г. англ. астроном Брэдли определил скорость света по явлению аберрации - изменение направления распространения света при переходе от одной системы отсчета к другой, направление движения которых не совпадут-дает с направлением распространения света. В астрономии это приводит к тому, что положение звезд на небе меняется из-за движения наблюдателя вместе с Землей. Наблюдение Брэдли (рис. 4.1) показали, что за год изображение звезды в поле зрения телескопа описывало круг углом 40,9 ". Зная орбитальную скорость Земли и длину трубы телескопа, Брэдли получил 303 000 км / с.
В земных скорость света впервые измерил в 1849 г. франц. физик А.Физо (1819-1896) при помощи зубчатого колеса, которое вращалось (рис.4.2). Луч света отражается от полупрозрачного зеркала С1. Во второй половине XIX ст .. Д.Максвелл показал, что световые волны представляют собой электромагнитные волны, для распространения которых не требуется никакой светоносный эфир. Но концепция эфира, в котором распространяется свет, была настолько "живучей", что ученые начали говорить о электро-магнитный эфир. С этим эфиром некоторые физики связывали систему отсчета, которой придавали особое преимущество. Ряд ученых воспринимали эфир недвижимостью, другие же считали, что он увлекается движущимися телами, например при орбитальном движении Земли, создавая "эфирный ветер", который влияет на скорость и направление распространения света. Так, в конце XIX в. встал вопрос о экспериментальное обнаружение эфира.
Первый такой эксперимент выполнил в 1881 г. польский физик А.Майкельсоном (1852-1931). Идея опыта очень проста - выявить различия скоростей света при его распространении в направлении орбитальногруху Земли и в противоположном, или в любом другом направлении. Если эфир и эфирный ветер существуют, то понятной что эти скорости должны быть разными. Для выявления разницы скоростей использовалось явление интерференции - оптическая разность хода должна возникать за счет различной скорости световых волн. Схема двухлучевого интерферометра Майкельсона показана на рис.4.3.
От источника света S луч падает на полупрозрачное зеркало НЗ и разделяется на два: 1-ый отражается от лицевой поверхности и в перпендикулярном направлении идет к зеркалу С1, 2-й, преломляясь как на плоско параллельной пластинке, проходит и уходит в том же направлении зеркала СО2. Расстояние до зеркал (оптические плечи) равнялась примерно 11 м. После отражения от зеркал лучи возвращаются к полупрозрачного зеркала. Теперь луч 1, преломляясь, проходит через него, а луч 2 сразу отражается и накладывается на первую.
На экране Е возникает интерференционная картина. При повороте интерферометра направление распространения света в его плечах относительно направления эфирного ветра, если он и влияет на скорость света, изменится. Изменится оптическая разность хода лучей и интерференционная картина. Эксперимент же показал, что интерференционная картина не меняется. Такой же результат был получен в 1964 г. с использованием лазерного луча, что повысило точность эксперимента примерно в 50 раз.
Таким образом была доказана отсутствие эфира, а также сделан вывод об одинаковости скорости света в вакууме для всех инерциальных систем отсчета независимо от состояния их движения. Так возникло противоречие между этим утверждением и принципом относительности. Это противоречие разрешил в 1905 г. нем. физик Эйнштейн (1879-1955).
Чтобы закончить вопрос о скорости света, отметим, что она была определена в 1972 г. из независимых измерений длины волны и частоты света гелий-неонового лазера. Длину волны определяли по эталону излучения оранжевой линии криптона-86, а частоту сравнивали с квантовыми переходами атома цезия-133. Полученное значение (299792458 ± 1) м / с.