Nie mierzy się prędkości światła cw próżni. Ma dokładną stałą wartość w jednostkach standardowych. Zgodnie z umową międzynarodową z 1983 r. Metr definiuje się jako długość drogi, którą przebywa światło w próżni w czasie 1/299792458 sekund. Prędkość światła wynosi dokładnie 299 792 458 m / s. Jeden cal to 2,54 centymetra. Dlatego w jednostkach niemetrycznych prędkość światła ma również dokładną wartość. Taka definicja ma sens tylko dlatego, że prędkość światła w próżni jest stała i fakt ten należy potwierdzić eksperymentalnie (patrz: Czy prędkość światła jest stała?). Konieczne jest również eksperymentalne określenie prędkości światła w mediach, takich jak woda i powietrze.
Do XVII wieku wierzono, że światło rozprzestrzenia się natychmiast. Potwierdziły to obserwacje zaćmienia Księżyca. Przy skończonej prędkości światła powinno wystąpić opóźnienie między położeniem Ziemi względem Księżyca a położeniem cienia Ziemi na powierzchni Księżyca, ale takiego opóźnienia nie stwierdzono. Teraz wiemy, że prędkość światła jest zbyt duża, aby zauważyć opóźnienie. Galileo wątpił w nieskończoność prędkości światła. Zaproponował sposób jego zmierzenia, zamykając i otwierając latarnię kilka mil dalej. Nie wiadomo, czy próbował takiego eksperymentu, ale ze względu na bardzo dużą prędkość światła pomiar nie mógł zakończyć się sukcesem.
Pierwszego pomyślnego pomiaru c dokonał Olaf Roemer w 1676 roku. Zauważył, że czas między zaćmieniami satelitów Jowisza jest krótszy, gdy zmniejsza się odległość od Ziemi do Jowisza, a dłuższy, gdy odległość ta rośnie. Zdał sobie sprawę, że jest to spowodowane zmianą czasu, w jakim światło podróżuje z Jowisza na Ziemię, gdy zmienia się odległość między nimi. Obliczył, że prędkość światła wynosi 214 000 km / s. Niedokładność wynika z faktu, że odległości między planetami w tamtym czasie nie były jeszcze dobrze określone.
W 1728 roku James Bradley oszacował wielkość prędkości światła, obserwując aberrację gwiazd (zmianę pozornej pozycji gwiazdy spowodowaną ruchem Ziemi wokół Słońca). Obserwował jedną z gwiazd w konstelacji Draco i odkrył, że jej pozorna pozycja zmienia się w ciągu roku. Ten efekt działa dla wszystkich gwiazd, w przeciwieństwie do paralaksy, która jest bardziej zauważalna w przypadku pobliskich gwiazd. Aberracja jest podobna do wpływu ruchu na kąt padania kropel deszczu. Jeśli stoisz i nie ma wiatru, krople spadają pionowo na głowę. Jeśli biegniesz, okazuje się, że deszcz leci pod kątem i uderza w twarz. Bradley zmierzył ten kąt dla światła gwiazd. Znając prędkość ruchu Ziemi wokół Słońca, ustalił, że prędkość światła wynosi 301 000 km / s.
Pierwszego pomiaru c na Ziemi dokonał Armand Fizeau w 1849 roku. Wykorzystał odbicie światła z oddalonego o 8 km lustra. Promień światła przeszedł przez szczelinę między zębami szybko obracającego się koła. Zwiększano prędkość obrotową, aż odbita wiązka stała się widoczna w następnej szczelinie. Obliczona wartość c okazała się 315 000 km / s. Rok później Leon Foucault udoskonalił tę metodę za pomocą obrotowego lustra i uzyskał znacznie dokładniejszą wartość 298 000 km / s. Ulepszona metoda była wystarczająco dokładna, aby określić, że prędkość światła w wodzie jest mniejsza niż w powietrzu.
Po opublikowaniu przez Maxwella teorii elektromagnetyzmu stało się możliwe określenie prędkości światła pośrednio na podstawie wartości przenikalności magnetycznej i elektrycznej. Weber i Kohlrausch jako pierwsi zrobili to w 1857 roku. W 1907 roku Rose i Dorsey w ten sam sposób osiągnęli 299 788 km / s. W tamtym czasie była to najdokładniejsza wartość.
Następnie zastosowano dodatkowe środki w celu poprawy dokładności. Na przykład uwzględniono współczynnik załamania światła w powietrzu. W 1958 roku Froome uzyskał wartość 299792,5 km / s za pomocą interferometru mikrofalowego i migawki elektrooptycznej Kerra. Po 1970 roku jeszcze dokładniejsze pomiary stały się możliwe dzięki zastosowaniu bardzo stabilnego lasera i precyzyjnego zegara cezowego. Do tego czasu dokładność miernika standardowego była większa niż dokładność pomiaru prędkości światła. A teraz prędkość światła stała się znana z dokładnością plus minus 1 m / s. Bardziej praktyczne jest teraz używanie prędkości światła do określania licznika. Standard odległości 1 metra jest obecnie określany za pomocą zegara atomowego i lasera.
W tabeli przedstawiono główne etapy pomiaru prędkości światła (Froome i Essen):
Film promocyjny:
| data | Autorski | metoda | km / s | Błąd |
|---|---|---|---|---|
| 1676 | Olaus Roemer | Księżyce Jowisza | 214 000 | |
| 1726 | James Bradley | Aberracja gwiazd | 301 000 | |
| 1849 | Armand fizeau | Koło zębate | 315 000 | |
| 1862 | Leon foucault | Obrotowe lustro | 298 000 | ± 500 |
| 1879 | Albert Michelson | Obrotowe lustro | 299,910 | ± 50 |
| 1907 | Rosa, Dorsay | Stałe EM | 299 788, | ± 30 |
| 1926 | Albert Michelson | Obrotowe lustro | 299 796, | ± 4 |
| 1947 | Essen, Gorden-Smith | Rezonator rezonansowy | 299 792, | ± 3 |
| 1958 | KDFroome | Interferometr radiowy | 299 792,5 | ± 0,1 |
| 1973 | Evanson i in | Interferometr laserowy | 299 792,4574 | ± 0,001 |
| 1983 | CGPM | Zaakceptowana wartość | 299 792,458 | 0 |