Je ne sais pas si cela peut être considéré comme une expérience à domicile, mais vous pouvez utiliser Internet pour accéder gratuitement à des milliers de kilomètres de fibres optiques. Il vous permet de mesurer une limite inférieure de la vitesse de la lumière dans les fibres, qui est $ c / n $, où $ n $ est l'indice de réfraction du verre, généralement autour de 1,5. Cela correspond à $ 2 \ fois 10 ^ 8 \ text {m / s} $. En utilisant le ping, vous mesurez un temps aller-retour, c'est-à-dire qu'il doit correspondre à 100 km / ms aller-retour.

De Paris, je ping le site de Columbia, à New-York, j'ai

  fred @ sanduleak2: ~ $ ping www.columbia.eduPING www.columbia.akadns.net (128.59.48.24) 56 (84) octets de données 64 octets de www-csm.cc.columbia .edu (128.59.48.24): icmp_req = 1 ttl = 113 temps = 125 ms 64 octets de www-csm.cc.columbia.edu (128.59.48.24): icmp_req = 2 ttl = 113 temps = 116 ms .... 64 octets de www-csm.cc.columbia.edu (128.59.48.24): icmp_req = 16 ttl = 113 temps = 112 ms ^ C --- www.columbia.akadns.net statistiques de ping --- 17 paquets transmis, 16 reçus , 5% de perte de paquets, temps 16023msrtt min / moy / max / mdev = 108,585 / 118.151 / 132.156 / 7.728 ms  

Le temps aller-retour minimum est de 108 ms, ce qui correspondrait à 10800 km au lieu de 5839 km. Off par un facteur de 2, mais le bon ordre de grandeur, en raison des retards dans les commutateurs etc., c'est pourquoi nous avons dit que c'est une borne inférieure.

Si l'on regarde plus précisément la trajectoire de mes paquets à New York avec tracepath

  fred @ sanduleak2: ~ $ tracepath www.columbia.edu 1: sanduleak2 0.266ms pmtu 1500 .... 3: pioneer.ens -cachan.fr 1.072ms .... 6: vl172-orsay-rtr-021.noc.renater.fr 28.747ms asymm 9 7: te0-1-0-5-paris1-rtr-001.noc.renater.fr 20.931ms 8: renater.rt1.par.fr.geant2.net 30.307ms asymm 9 9: so-3-0-0.rt1.lon.uk.geant2.net 33.780ms asymm 10
10: so-2-0-0.rt1.ams.nl.geant2.net 36.570ms asymm 11 11: xe-2-3-0.102.rtr.newy32aoa.net.internet2.edu 127.394ms asymm 12 12: nyc- 7600-internet2-newy.nysernet.net 128,238ms 13: columbia.nyc-7600.nysernet.net 135,948ms 14: ....  

On voit que les paquets circulent (Paris , Londres, Amsterdam) et traversez l'Atlantique entre Amsterdam (10) et New-York (11) en 127-37 = 90 ms (aller-retour). Cela nous donne encore une distance de 9000 km, bien trop longue. Je ne sais pas si cela est dû à la trajectoire du câble, aux retards électroniques, à un petit échantillonnage par tracepath ou à une erreur sur mon calcul.

En rapport avec ce délai de ping, vous avez le drôle 500 bug de miles.

Une autre expérience en laboratoire utilisant du matériel bon marché et des ordinateurs est dans le papier arXiv mesure de la vitesse de la lumière à l'aide de ping. Cependant, leur mesure est indirecte (ils mesurent la propagation à l'intérieur des câbles CAT5), mais cela devrait aussi être faisable avec des fibres optiques.

Modifié pour ajouter : Mon idée d'utiliser tracepath probablement vient de Mesurer la Terre avec Traceroute. Dans cet article, ils ont plus de chance que moi (seulement 20% plus lentement, au lieu de 100%!)

Il y a un truc dont j'ai déjà entendu parler mais que je n'ai jamais essayé. L'idée de base est de mettre une barre de mars dans un four à micro-ondes pendant une courte période. Commencez par retirer le plateau tournant pour que la barre de chocolat reste stationnaire. Ensuite, vous allumez le micro-ondes juste assez longtemps pour que le chocolat commence à fondre. Il devrait fondre aux nœuds du champ debout. Vous mesurez simplement la distance entre les nœuds, et multipliez par la fréquence du four à micro-ondes pour obtenir la vitesse de la lumière. Il y a une démonstration YouTube (par un enfant) ici.

Vous pouvez trouver un condensateur et lire sa capacité, en construire un alternativement, le mesurer et mesurer ses dimensions. Vous pouvez maintenant obtenir une bonne estimation de la permissivité du vide, epsilon.

Il existe peut-être d'autres moyens complexes de mesurer ce nombre.

La vitesse de la lumière est alors donnée par une relation impliquant un autre nombre, la perméabilité au vide, µ, qui ne nécessite aucune mesure telle qu'elle est définie.

Cette relation peut être dérivée des équations de Maxwell.

$ c = \ frac {1} {\ sqrt {\ varepsilonµ}} $

Avec une horloge et un télescope, vous pouvez répéter la détermination de Rømer de la vitesse de la lumière.

Vous voudrez peut-être aussi essayer la méthode du miroir rotatif, de Léon Foucault. Il est détaillé ici et ici. La seule partie difficile est le miroir rotatif, mais cela pourrait probablement être fait avec une perceuse.

Je ne vois pas de moyen de le faire avec des "outils ménagers courants", mais si vous avez un oscilloscope, une diode laser, quelques photo-capteurs, un séparateur de faisceau, vous pouvez le faire. Toutes ces choses sont facilement disponibles dans les magasins de fournitures scientifiques / de loisirs en ligne, mais généralement pas dans la plupart des maisons.

Configurez la diode laser pour qu'elle frappe le séparateur de faisceau et soit divisée en deux faisceaux. Configurez les deux faisceaux de manière à ce qu'ils atteignent deux capteurs photo, mais faites en sorte que l'un des capteurs photo soit exactement deux fois à la distance du séparateur de faisceau par rapport à l'autre. Cela créera deux chemins séparés pour la lumière, l'un deux fois plus long que l'autre. Exécutez la sortie des photodiodes dans deux canaux de l'oscilloscope. Allumez la diode laser et vous devriez voir deux impulsions sur le o-scope, une de chacune des deux diodes laser. La différence entre eux est le temps qu'il faut au faisceau lumineux pour parcourir la distance de la différence entre les deux chemins.

La raison de le faire de cette façon est la précision - si vous Il n'y avait qu'un seul faisceau et votre photodiode mettait, disons, 1 microseconde de plus à s'allumer que ce qui était dans la documentation, ou votre laser était lent à s'allumer, alors vous obtiendriez des résultats très inexacts. Mais avec deux faisceaux, ces erreurs s'annulent, et il ne vous reste donc plus que le temps de la lumière.

Ces mesures à ruban laser fonctionnent d'une manière intéressante, qui dépend de la vitesse de la lumière pour déterminer la distance. Donc inversement, si vous avez une distance connue, alors avec le même équipement vous devriez être capable d'estimer c.

Ce que fait le ruban à mesurer est de moduler l'intensité du laser sortant en fonction de l'intensité du réfléchi lumière. Il s'agit essentiellement d'un oscillateur dont la fréquence dépend du délai de propagation optique. Les produits commerciaux utilisent la fréquence résultante pour déterminer une distance à afficher.

Si vous pouvez accéder à la sortie de l'oscillateur et configurer pour mesurer une distance connue, vous devriez être en mesure d'estimer c comme fréquence dans Hz multiplié par la distance aller-retour en mètres.

Peut-être un entéromètre Fizeau:

http://en.wikipedia.org/wiki/Fizeau_interferometer

La plupart de ceux-ci devraient être dans la plage de un amateur passionné mais je ne suis pas sûr de ce que vous utilisez comme séparateur de faisceau sans en acheter un.

Je pense que le plus simple serait d'utiliser un oscillateur RF, un récepteur pour déterminer sa fréquence et des fils de Lecher (c'est-à-dire une paire de fils parallèles) où les nœuds de l'onde stationnaire sont déterminés à l'aide d'un voltmètre RF. Voir http://en.wikipedia.org/wiki/Lecher_lines.

Ce fut l'une des expériences dans un kit électronique que j'ai eu dans ma jeunesse. La longueur de la ligne de Lecher était d'environ 5 m et la fréquence de l'oscillateur était d'environ 100 Mhz en utilisant un seul transistor dans un circuit de base commun.

En tant que variation, il est également possible de changer la fréquence et de mesurer combien les nœuds ont bougé.

Les radioamateurs (Hams) n'ont-ils pas lancé une fois un ballon comme un satellite réfléchissant? Est-il toujours en orbite? Même à quelques centaines de kms, le retard serait de l'ordre du ms. Peut-être que l'ISS est en partie réfléchissante.

Et une méthode de décalage doppler? Un radar de vitesse Doppler ou un pistolet lidar peut avoir tous les composants nécessaires pour que sa logique soit inversée. Voici un exemple, prêt pour le démontage. http://cgi.ebay.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=300374815766&rvr_id=169891150704&crlp=1_263602_304642&UA=M * S% = 3F&GUID 0537e92612c0a06456359f45ffd1174f&itemid = 300374815766&ff4 = 263602_304642 # ht_2332wt_979

Quelqu'un at-il un pointeur vers le brevet Kinect? l'appareil de la XBox mesure la distance en utilisant la réflexion de la lumière infrarouge, donc c'est sûr que cela dépend d'une vitesse de lumière finie pour fonctionner.