Valaistuksen valonopeutta c ei mitata. Sillä on tarkka kiinteä arvo vakioyksiköinä. Vuoden 1983 kansainvälisen sopimuksen mukaan mittarilla tarkoitetaan valon kuljettaman tien pituutta tyhjössä ajanjaksona 1/299792458 sekuntia. Valon nopeus on tarkalleen 299 792 458 m / s. Tuuma on määritelty 2,54 senttimetriksi. Siksi ei-metrisissä yksiköissä valon nopeudella on myös tarkka arvo. Tällainen määritelmä on järkevä vain siksi, että valon nopeus tyhjössä on vakio, ja tämä tosiasia on vahvistettava kokeellisesti (katso Onko valon nopeus vakio?). On myös välttämätöntä määrittää valonopeus kokeellisesti väliaineissa, kuten vedessä ja ilmassa.
1700-luvulle saakka uskottiin, että valo leviää heti. Tämän vahvistivat kuunpimennyksen havainnot. Rajallisella valonopeudella pitäisi olla viive Maan sijainnin suhteessa Kuuhun ja Maan varjon paikan välillä Kuun pinnalla, mutta sellaista viivettä ei löytynyt. Tiedämme nyt, että valon nopeus on liian nopea huomaamaan viive. Galileo epäili valon nopeuden äärettömyyttä. Hän ehdotti tapaa mitata se sulkemalla ja avaamalla lyhty usean mailin päässä. Ei tiedetä, kokeiliiko hän tällaista koetta, mutta erittäin suuren valonopeuden vuoksi mittaus ei onnistunut.
Ensimmäisen onnistuneen c: n mittauksen teki Olaf Roemer vuonna 1676. Hän huomasi, että Jupiterin satelliittien pimennysten välinen aika on lyhyempi, kun etäisyys Maasta Jupiteriin pienenee, ja pidempi, kun tämä etäisyys kasvaa. Hän tajusi, että tämä johtuu muutoksesta ajassa, joka kuluu valon kulkemiseen Jupiterista Maahan, kun niiden välinen etäisyys muuttuu. Hän laski, että valon nopeus on 214 000 km / s. Epätarkkuus johtuu siitä, että planeettojen välisiä etäisyyksiä ei tuolloin vielä määritelty.
Vuonna 1728 James Bradley arvioi valon nopeuden suuruuden tarkkailemalla tähtijen poikkeamista (tähden näkyvän sijainnin muutos, joka johtuu maan liikkeestä Auringon ympärillä) Hän havaitsi yhden tähden Drakon tähdistössä ja huomasi, että sen näkyvä sijainti muuttuu ympäri vuoden. Tämä vaikutus toimii kaikilla tähtiin, toisin kuin parallaksilla, mikä on enemmän havaittavissa lähellä oleville tähtiille. Aberraatio on samanlainen kuin liikkeen vaikutus sateiden tippujen kulmaan. Jos seisot ja et ole tuulta, tiput putoavat pystysuoraan päähän. Jos juokset, käy ilmi, että sade tulee kulmassa ja lyö kasvosi. Bradley mittasi tämän kulman tähtivaloon. Tietäen Maan liikkumisen nopeuden Auringon ympäri, hän päätti, että valon nopeus on 301 000 km / s.
Armand Fizeau teki ensimmäisen c-arvon maan päällä 1849. Hän käytti valon heijastusta peilistä 8 km: n päässä. Valonsäde kulki nopeasti pyörivän pyörän hampaiden välisen raon läpi. Pyörimisnopeutta nostettiin, kunnes heijastunut palkki tuli näkyväksi seuraavassa raossa. Laskettu arvo c osoittautui 315 000 km / s. Vuotta myöhemmin Leon Foucault paransi tätä menetelmää pyörivän peilin avulla ja sai paljon tarkemman arvon 298 000 km / s. Parannettu menetelmä oli riittävän tarkka määrittämään, että valon nopeus vedessä on hitaampaa kuin ilmassa.
Kun Maxwell julkaisi teoksensa sähkömagneettisuudesta, tuli mahdolliseksi määrittää valon nopeus epäsuorasti magneettisen ja sähköisen läpäisevyyden arvoista. Weber ja Kohlrausch tekivät tämän ensimmäisenä vuonna 1857. Vuonna 1907 Rose ja Dorsey saivat 299 788 km / s samalla tavalla. Tuolloin tämä oli tarkin arvo.
Myöhemmin tehtiin lisätoimenpiteitä tarkkuuden parantamiseksi. Esimerkiksi ilman valon taitekerroin otettiin huomioon. Vuonna 1958 Froome sai arvon 299792,5 km / s käyttämällä mikroaaltointerferometriä ja Kerr-elektro-optista suljinta. Vuoden 1970 jälkeen vielä tarkemmat mittaukset olivat mahdollisia erittäin stabiilin laserin ja tarkan cesiumkellon avulla. Siihen asti normaalimittarin tarkkuus oli suurempi kuin valon nopeuden mittauksen tarkkuus. Ja nyt valon nopeus tuli tunnetuksi plus tai miinus 1 m / s tarkkuudella. Nyt on käytännöllisempää käyttää valonopeutta mittarin määrittämiseen. 1 metrin etäisyysstandardi määritetään nyt atomikello ja laser.
Taulukossa esitetään valonopeuden mittauksen päävaiheet (Froome ja Essen):
Mainosvideo:
| Päivämäärä | Tekijät | Menetelmä | km / s | Virhe |
|---|---|---|---|---|
| 1676 | Olaus Roemer | Kuut Jupiter | 214000 | |
| 1726 | James bradley | Tähteiden poikkeamat | 301000 | |
| 1849 | Armand fizeau | vaihde | 315000 | |
| 1862 | Leon foucault | Pyörivä peili | 298000 | ± 500 |
| 1879 | Albert michelson | Pyörivä peili | 299910 | ± 50 |
| 1907 | Rosa, Dorsay | EM-vakiot | 299 788 | ± 30 |
| 1926 | Albert michelson | Pyörivä peili | 299 796 | ± 4 |
| 1947 | Essen, Gorden-Smith | Resonoiva resonaattori | 299 792 | ± 3 |
| 1958 | KDFroome | Radiointerferometri | 299 792,5 | ± 0,1 |
| 1973 | Evanson et ai | Laserinterferometri | 299 792,4574 | ± 0,001 |
| 1983 | CGPM | Hyväksytty arvo | 299 792,458 | 0 |