自由空間（真空）における光速とは、光波を含む電磁波が伝播する速度のことである。 cと呼ばれ、基本的な物理定数である。 cはあらゆる物理的作用の伝搬限界速度であり(相対性理論参照)、ある参照枠から別の参照枠へ移行しても不変であるため、自由空間における光速は現代物理学で重要な役割を担っている。 cより大きい速度で信号を伝達することはできず、cの速度で信号を伝達できるのは真空中のみである。 物体の質量と全エネルギーの関係はcで表される。cはローレンツ変換に現れ、参照枠を変えたときの座標、速度、時間の変化を表現する。 5688>
媒体中の光速という量cは、一般に単なる光放射（光）の伝搬速度を指す。 この速度は媒質の屈折率nに依存し、分散現象のため、放射の周波数νによって異なる： c′(v) = c/n(v). この依存性のために、媒質中の光の位相速度は群速度とは異なる（非単色光を考慮する場合）。 真空中では、この2つの量は等しくなります。 c’を実験的に決定する場合は、常に群速度または信号速度（エネルギーの流れの速度）を測定する。 5688>
できるだけ正確にcを測定することは、一般的な理論的理由や他の物理量の値を決定するためだけでなく、実用上も非常に重要である（下記参照）。 光速の最初の測定は、1676年にO.ローマーによって行われた。 彼の方法は、木星の衛星イオの日食の間の時間の変化を利用したものであった。 また、1728年にJ.ブラッドレーが星明かりの収差の観測に基づいて天文学的に決定した。
地球上で初めて光速を測定したのは、1849年にA.H.L.フィゾーが行ったもの。 空気の屈折率は1からほとんど変化しないので、地上での測定はcに極めて近い値となる。フィゾーは、光が正確に知られた距離を横切るのに必要な時間に基づいて測定を行った。 フィゾーの実験では、回転する歯車によって光線が周期的に遮られる。 光線は、既知の距離である約8kmを横切り、鏡で反射された後、歯車の周辺に戻る(図1)。 ここで、光は歯に当たって遮られるか、2つの歯の間の隙間を通過して観察者に知覚される。 光が既知の距離を進むのに必要な時間は、車輪の既知の回転速度から決定された。 フィゾーはcを315,300km/secとした。
1838年、D.アラゴは歯のついた車輪の代わりに高速回転する鏡を使用することを提案した。 1862年にJ.B.L.フーコーがアラゴの提案を実現し、毎秒512回転の鏡が完成した。 回転鏡で反射された光線は、固定された凹面鏡まで既知の距離を移動し、そこから回転鏡に戻される。 このとき、回転鏡と固定凹面鏡の間でわずかに回転している(図2)。 フーコーは、わずか20mの既知の距離を使って、光の速度が298,000±500km/秒であることを突き止めたのです。 フーコーの方法は、A.マイケルソン（1879年、1902年、1926年）の研究において最高の発展を遂げた。 1926年にマイケルソンが得たc – 299,796 ± 4 km/secという値は、当時最も正確な測定値であり、国際物理量表に採用された
19 世紀に行われた測定は、光速の決定という課題を達成したことに加え、物理学において非常に重要な役割を果たしました。 例えば、フーコーは1850年に空気中と水中で同じ周波数νの光の速度を比較しました。 また、測定された光の速度は、電荷の電磁単位と静電単位の比から計算される電磁波の速度と一致し、光学と電磁気学の理論が密接に関係していることを証明した。 この比は、1856年にW.ウェーバーとF.コールラウシュが実験で測定している。 その後、J.C.マクスウェルによって、より正確な測定が行われた。 この比は、1864年から1873年にかけて、マクスウェルが光の電磁気学的理論を構築するための出発点のひとつとなった
光速の測定はまた、普遍的エーテルという概念に関して、当時の物理学の基本理論の根深い矛盾を明らかにするものであった。 この測定は、物質がエーテル中を移動するときのエーテルの挙動について、相互に排他的な仮説の根拠となった。 部分エーテルは、1871年にイギリスの物理学者エアリーが行った光の収差現象の解析や、1851年のフィゾーの実験（1886年にマイケルソンとE・モーリーが繰り返した）に裏付けされている。 1881年のマイケルソン、1887年のマイケルソンとモーリーの実験は、エーテル抗力を否定するものであった。 この矛盾は、1905年にアインシュタインが特殊相対性理論を発表するまで解決されなかった。
現在、光速の測定には、フィゾー法を近代化した「変調法」がよく使われている。 歯車に代わって、例えば電気光学、回折、干渉光学変調器などが用いられ、光線を遮断したり減衰させたりする（「光の変調」を参照）。 放射線検出器としては、光電セルや光電子増倍管が使用される。 光源にレーザーを使用し、周波数を安定化させた超音波変調器を使用し、既知の距離の測定精度を向上させた結果、測定誤差が減少し、c = 299,792.5 ± 0.15 km/secという値が得られた。 1958年にイギリスの物理学者K.フルームがマイクロ波自由空間干渉計を用いて、波長λ=4cmの放射に対してc=299,792.5 ± 0.1 km/secという値を得ました。 この誤差は、独自に求めた原子や分子のスペクトル線のλとνの商として光速を決定すると、さらに小さくなる。 1972年、アメリカの科学者K.Evensonらは、セシウムの周波数標準を用いて、CH4レーザーの放射周波数を11桁の精度で求めた（「量子周波数標準」参照）。 彼らは、クリプトン周波数標準を使用して、放射波長（約3.39マイクロメートル）を決定した。 最終的に得られた結果は、c = 299,792,456.2 ± 0.8 m/secであった。 1976年現在、真空中の光速は、1957年の国際科学電波連合（現国際電波科学連合）第12回総会の決定に従って、299,792±0.4km/秒とされている。
光速の正確な値を知ることは、特にレーダー、光検出、測距における距離決定（電波または光信号の移動時間による）に大きな実用的重要性を持っている。 この距離決定の方法は、測地学や人工衛星の追跡システムで特に広く使われている。また、地球と月の間の距離を正確に測定するためや、他の多くの問題を解決するために使われている。
Taylor, B. N., W. Parker, and D. Langenberg.
Taylor, B. N., W. Parker, and D. Langenberg, Fundamental’nye konstanty i kvantovaia elektrodinamika. モスクワ、1972年。 (
ローゼンバーグ, G. V. “Skorost’ sveta ν vakuume.”.
Froome, K. D. Proceedings of the Royal Society, 1958, series A, vol.247, p.109.
Evenson, K., et al. 1972 Annual Meeting of the Optical Society of America. サンフランシスコ. 1972.
A. M. ボンチ・ブルービッチ