天文教育2008年9月号 Vol.20 No.5
光 速 測 定
歴 史
天 文 学
渡 會 兼 也
金 沢 大 学 人 間 社 会 学 域 学 校 教 育 学 類 附 属 高 等 学 校
速 測 定 方 法 高 校 物 理 波 動 紹 い 史 的 見
食 観 測 1676年 や ッ 行 差 発 見 1725年 速 見 積 実 験 1849 年
100 年 以 前 行 わ 速 測定 際
文 学 要 役 割 果 い わ 回 速 測 定 史 紹
文 学 果 役 割 や 高 校 物 理 問 題 点 い コ ン い
1.
高 校 物 理 教 科 書 確 物 理 波 動 見 い 世 界 最 初 速 測 定 あ い う 記 述 出
わ 確 地 実 験 初 速
測 定 あ 実 あ
速 値 大
前 文 学 的 観 測 後 述 大 体 わ
い 調
実 験 100年 以 前 木星 衛 星 食 使 観 測 や ッ 観 測
速 推 定 い
手 元 あ 他 出 版 社 作 い 教 科 書 調 5社 中3社 数 研 出 版 東 京 書 籍 実 教 出 版 本 文 中
観 測 い 残 2社
啓 林 館 第 一 学 習 社 表 紙 裏 年 表 載 い 本 文 中 記 述
[1] 学 校 採 択 教 科 書
速 測 定 史 的 認 識 変 わ う 可 能 性 あ
学 校 生 教 科 書 授 業 い わ い 高 校 生 教 科 書 記
述 絶 対 的 威 的 存 あ 生 徒 速 測 定 史 的 経 緯 知 科 学 的 興 味 深 点 役 立 あ う
回 授 業 用 色 々 速 測 定 史 調 文 学 非 常 要 役 割
い わ 授 業
伝 え 出 来 記 録 代 わ 備 忘 録 い う 方 い 気
文 章 書
速 測 定 言 原 理 単 純 あ 距 離 進 時 間 測 あ い 昔 方 法 独 立 方 法 精 度 良 測
い う 科 学 史 的 ン 潜 い
以 後 節 速 測 定 い 文 学 的 測 定 大 史 紹 後 高 校 物 理 文 学 関 連 や 挙 教 科 書 問 題 文 教 育 及 方 策 コ ン
い い
2. 光 速 測 定 歴 史
1600 年 代 速 度 無 限 大 あ
い う 一 般 常 識 い 日 常 生 活 速 度 無 限 大 考 え 矛 盾
い 多 科 学 者 信
い 例 え や 当
時 文 業 界 力 者 あ ッ ニ 速 無 限 大 あ 信 い [2][3] 無 限 大 信 理 由 暗 明
一 瞬 部 隅 々 行
渡 う 見 え や 目
ぶ ッ 目 開 瞬 間 夜 空 星 見 え 無 限 大 速
思 う 通 う
当 時 哲 学 者 数 学 者 自 然 科 学 者
影 響 力 大 無 限
大 速 度 持 述 い 彼
人 速 無 限 大 あ 言 う 多
人 信 い
当 時 常 識 反
速 限 あ 主 張 速 測 定 黎 明 期 速 限 無 限 い
う 議 論 あ
2.1 レ 光 速 測 定 1638年
一 般 最 初 速 測 定 試
言 わ い 著 書 新 科 学 対 話 中 速 測 定 方 法 い 述 い 彼 あ 場 ン 持
人 約 2km 離 あ
時 刻 来 ン 信 号 送 離 観 測 者 ン 信 号 わ 時 点 時 間 計 速 計 算 う 1
方 法 当 然 失 敗 原 理 的 い 方 法 問 題 時 間 計 人 間
い う 点 あ
A B
図 1 遠 く 離 た 2 地 点 ン を 使 っ
光 往 復 時 間 を 測 定 ま A
ン バ ー を 外 光 を 送 A
ン 暗 く っ た らB ン バ ー を
外 B ン 明 く ま 時 間
A
実 際 実 験 実 施 本 人
ン 科 学 言 わ
い [2]
2.2 レ ー マ ー 食 観 測 1676年
ン 文 学 者
1644～1710 発 見 木 星
衛 星 食 起 時 刻 約 22 時 間 差 あ 気 付 い
図 2 レ ー マ ー 論 文 載 っ い ス
レ ー マ ー 地 球 木 星 向 っ 動 く
F らG 地 球 木 星 ら 遠
L らK 軌 道 間 隔 を 比 較
最 大22分 あ こ を 示 た[4]
時 間 差 地 球 軌 遈 直 HE間 時 間 相 当
考 え 現 象 う 明 論 文 中 指 摘 1676 年 [2][4]
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限 あ 指 摘 実 際 速 見 積 い い[5]
ゆ え 実 際 当 時 地 球 陽 間 距 離 用 い 速 見 積
c＝214300km/s
[10] 値 当 時 地 球 陽 間
距 離 や 時 間 測 定 誤 差 あ 関 わ い 驚 異 的 あ
当 時 人 々 速
想 像 い い 速 当
時 人 々 速 度 無 限 大 あ い う 主 張 相 当 解 釈 人 多 い 当 時 影 響 力 あ 文 学 者 ッ ニ 彼 結 果 認
当 時 あ 信 用
2.3 ッ レ ー 光 行 差 1725年
ッ 1693～1762 方 法 独 立 方 法 速 測 定 1725 年 彼 地 球 公 転 移動
地 球 静 い 場 見 え 位 置 比 実 際 見 え 星 位 置
い わ ゆ 行 差 利 用 速 求
c＝299042km/s
現 値 近 い 値 あ
[11] ッ 発 見
観 測 認 速 限 あ
確 定 観 測 約
半 年 後 あ
観 測 者 移 動 方 向 対 垂 直 方 向 あ 体 考 え 体 垂 直 降 中 観 測 者 走 抜 い 体 斜
前 方 空 来 う わ 体 斜 前 方 あ う 見 え 実 際
真 空 体 あ 行 差 あ
3
図 3 光 行 差 模 式 図 地 球 公 転 運 動
た 天 体 見 け 位 置 地 球 静 止
い た 場 合 異
ッ 観 測
時 代 陽 地 球 間 距 離 定 性 改 善 公 転 速 度 精 度 決 い
現 値 近 い 出 い 思 わ
2.4 ゾ ー 実 験 1849年
歯 車 使 実 験 地
初 速 測 定 成
高 校 物 理 教 科 書
実 験 単 元 学 ぶ 際 導 入 部 必 い い い 出 彼 求 値 以 通 あ
c＝315300み500km/s
物 理 実 験 あ 結 果 み500km/s 精 度 求
100年 以 い
彼 実 験 歯 車 通 抜
明 暗 識 別 確 あ
信 用 い
彼 ッ 効 果 星 視 線 速 度 決 定 指 摘 言 わ い
2.5 ー コ ー 実 験 1862年
実 験 13 年 後 ン コ 1819～1868 回 転 鏡 使う
実 験 ネ ッ 線 長 大 幅 短 精 度 良 速 測 定
c＝298000み500km/s
彼 空 気 中 水 中 両 方 速 度 測 定 当 時 論 争
粒 子 波 動 検 証 実 験 あ
2.6 近 代 け 光 速 測 定
ン コ 回 転 鏡 改 良 ン 干 渉 計 発 明
精 度 速 測 定 1926年
c＝299796み4km/s
ン
検 出 ン 実 験
行 人 物 一 あ
1973 年 ン ン
速 測 定 c
f
行 いc＝299792458み1.2 m/s
い う 値 得 や 現 使 わ い 桁 数 到 遉
速 測 定 実 験 始 精 度
120年 い
う 速 測 定 非 常 長 い 史
あ わ 時 代
速 測 定 約240年 い 段 何 気 使 い 単 定 数c 値 長 年 労 力 費 や
い わ あ 感 服 私
時 々 速 値 3ェ108m 計算 省 略 申 訳 思 え
史 的 経 緯 考 え 速 測 定 値 一 度 い 拝 い い い う
3. 光 速 測 定 歴 史 教 科 書
挙 例 見 現 当 然 う 使 い 速 測 定 多 年
費 や い わ
要 速 限 無 限 い う 問 題
文 学 決 着 時
桁 決 定 い あ 後 地 実 験 い 精 度 い う 史 あ
文 学 速 測 定 史 的 非 常 要 役 割 果 い 明
あ 教 育 際 無 視
い 項 あ 私 思 う
現 高 校 物 理 教 科 書 物 理 法 則 関
明 盛 沢 山 物 魅
力 い 本 校 本 棚 あ 一 番 古 い 物 理 教 科 書 1983年 見 教 科 書 魅 力 変 わ い い 変 わ
刷 コ
増 え い あ 日 本 物 理 教 科 書 伝 統 う 魅 力
原 因 色 々 あ 思 う 一
史 的 記 述 少 い 個 人 的 思 い
初 学 者 知 識 い 人 考 え 方 少 い 史 学 ぶ
人 足 跡 科 学 的 進 方 向 示
例 え 教 科 書 ン ン 物 理 [3] 粒 子 波 動 一 連 論 争 え 当 時 社 会 的 背 2～3
割 い 話 展 開 い 観 測 い 観 測 方 法 当 時 史 的 背 記 述 あ
天文教育2008年9月号 Vol.20 No.5
い 一 一 振 返 学 習
い 教 あ 史 足 跡
辿 要 い
人 類 当 時 考 え い 一 一 間 遊 い 指 摘 科 学 的 見 方 養 う 大 あ う 科 学 史 的 背 学 ぶ 科 学 対 畏 敬 念 抱 機 会 え 効 果 あ
教 科 書 内 容 あ 変 わ い
理 由 あ う 後 本 当 理 科 好 若 者 育 成
現 代 即 内 容 や 史 的 内 容 積 極 的 盛 込 魅 力 あ 教 科 書 作 必 要
思 う 物 理 学 現 象 多 文 学
検 証 い 挙 速 測 定 話 う あ 万 引 力 法 則
法 則 使 導 い 一 般 相 対 論 空 間 文 学 観 測
検 証 ゆ え 文 学 入 話 自 然 流 あ
高 校 生 負 担 減 い う 配 慮 史 的 背 省 自 然 科 学 理 解
妨 あ
4. 高 校 物 理 天 文 普 及 を ！
一 方 高 校 物 理 文 学 内 容 触 文 及 非 常 ッ あ 高 校 生 地 学 物 理 履 修 人 数 比 物 理 方 倒 的 多 い
確 比 率 わ い セ ン 試 験 験 者 数 見 物 理 験 者 地 学 比 5～6 倍 い
高 校 文 及 物 理 あ
物 理 教 科 書 文 関 係 題 扱
う 文 学 及 大 貢
献 文 関 係 偉 い
生 方 物 理 教 科 書 執 筆 積 極 的 関 わ
い い 思 う あ 教 科 書 執 筆 者 文 業 界 偉 い 生 前 入 い 教 科 書 見 文 学 や 生
専 門 あ X線 話 比 較 的 多 い い 教 科 書
体 現 象 限 あ 高 校 生 威 あ 物 理
あ 教 科 書 教 科 書 あ う い 形 及 活 動 要 考 え
5. 最 後
ン ン 言 葉 あ う 原 子 や 子 子 力 学 概 念
要 思 う 原 子 大 学 入 試 選 択 範 出 題 大 学 少 い 高 校 生 本 腰 入 勉 強 い い う 現 状 あ 科 学 史 い 様 あ 高 校 生 科 学 進 経 緯
何 知 い 科 学 法 則 学 び 大 学 入 状 況 科 学 好 人
育 い い う
回 私 一 い 発 見 史 調 際 科 学 史 学 ぶ 自 体 教 育 的 意 義 再 認 識
調 楽 時
面 い 史 的 ン 教 科 書 削 い ？ 思 わ い
魅 力 あ 教 科 書 や ュ
文 学 他
要 あ 物 理 化 学 生 物 地 学
い 区 融 境 界 無
追 記
本 年 度 金 沢 大 学 再 編 附 属 学 校 前 変 わ 日 本 一 校 長 い 学 校
金 沢 大 学 人 間 社 会 学 域 学 校 教 育 学 類 附 属 高 等 学 校 長 い 書 類 空 欄
前 入 時 間
都 悪 い 数 多 出 逆
前 長 以 前 略 称 金 沢 大 学 附 属 高 等 学 校 頻 繁 使 わ う
謝 辞
文 章 査 い い 金 沢 大 学 附 属 高 等 学 校 西 恵 感 謝 い
文 献
[1] 高 等 学 校 物 理I 教 科 書 啓 林 館 数
研 出 版 実 教 出 版 東 京 書 籍 第 一 学 習 社
[2] E ッ HOSC物 理 渡
辺 雄 訳 講 談 社
[3] J. ン/M. ワ 編
ン ン 物 理 笠 耐 西 川 恭 治 覧 博 義 監 訳 ュ ン
東 京
[4] A Demonstration concerning the Motion of Light, communicated from Paris The 1676 paper on the speed of light, in English and French
[5] Romer and the Doppler Principle. Erling Poulsen
http://www.rundetaarn.dk/engelsk/obser vatorium/light.htm
[6] 理 化 学 辞 第4版 岩 波 書 店
[7] 本 市 著 物 理 精 義 風 館
[8] ビ ッ ッ 編 世 界 科 学 者
第3巻 文 学 者 原 書
[9] 矢 治 健 郎 2008 物 理 学 科 高 校 地 学
履 修 者 文 教 育 20 3 ：65
[10] 値 文 献 遊 い あ 例 え
世 界 科 学 者 c＝225000km/s 理 化 学 辞 c＝225000km/s あ
原 著 論 文 手 入 い 確 認
困 い 存 知
教 え い
[11] 値 文 献 値 遊 う 例 え
世界科学者辞 c ＝
308300km/s
