Aká je rýchlosť svetla. Ako sa merala rýchlosť svetla a aká je jeho skutočná hodnota

Vodoinštalácia do kúpelne a kuchyne

Dlho predtým, ako vedci merali rýchlosť svetla, museli tvrdo pracovať na definovaní samotného pojmu „svetlo“. Jeden z prvých, kto o tom premýšľal, bol Aristoteles, ktorý považoval svetlo za druh mobilnej látky šíriacej sa priestorom. Jeho starorímsky kolega a nasledovník Lucretius Carus trval na atómovej štruktúre svetla.

Do 17. storočia sa vytvorili dve hlavné teórie o povahe svetla - korpuskulárne a vlnové. Newton patril medzi prívržencov prvého. Podľa jeho názoru všetky zdroje svetla vyžarujú najmenšie častice. V procese „letu“ vytvárajú svetelné čiary - lúče. Jeho protivník, holandský vedec Christian Huygens, trval na tom, že svetlo je akýmsi vlnovým pohybom.

V dôsledku stáročí sporov vedci dospeli ku konsenzu: obe teórie majú právo na život a svetlo je viditeľné pre oko spektrum elektromagnetických vĺn.

Trochu histórie. Ako sa merala rýchlosť svetla

Väčšina starovekých vedcov bola presvedčená, že rýchlosť svetla je nekonečná. Výsledky štúdií Galilea a Hookea však uznali jeho hranicu, čo v 17. storočí jasne potvrdil vynikajúci dánsky astronóm a matematik Olaf Roemer.

Prvé merania vykonal pozorovaním zatmení Io, satelitu Jupitera v čase, keď sa Jupiter a Zem nachádzali na opačných stranách Slnka. Roemer zaznamenal, že keď sa Zem vzďaľovala od Jupitera vo vzdialenosti rovnajúcej sa priemeru obežnej dráhy Zeme, čas oneskorenia sa zmenil. Maximálna hodnota bola 22 minút. V dôsledku výpočtov dostal rýchlosť 220 000 km / s.

O 50 rokov neskôr, v roku 1728, vďaka objavu aberácie anglický astronóm J. Bradley „spresnil“ tento údaj na 308 000 km / s. Neskôr rýchlosť svetla zmerali francúzski astrofyzici Francois Argo a Leon Foucault, ktorí pri „východe“ dostali rýchlosť 298 000 km / s. Ešte presnejšiu meraciu techniku navrhol tvorca interferometra, známy americký fyzik Albert Michelson.

Michelsonov experiment pri určovaní rýchlosti svetla

Experimenty trvali od roku 1924 do roku 1927 a pozostávali z 5 sérií pozorovaní. Podstata experimentu bola nasledovná. Na Mount Wilson v blízkosti Los Angeles bol nainštalovaný svetelný zdroj, zrkadlo a rotujúci oktaedrálny hranol a po 35 km bolo na Mount San Antonio nainštalované zrkadlové zrkadlo. Najprv svetlo šošovkou a štrbinou dopadlo na hranol otáčajúci sa pomocou vysokorýchlostného rotora (rýchlosťou 528 otáčok za sekundu).

Účastníci experimentov mohli nastaviť rýchlosť otáčania tak, aby bol v okulári jasne viditeľný obraz zdroja svetla. Pretože bola známa vzdialenosť medzi vrcholmi a frekvenciou otáčania, Michelson určil hodnotu rýchlosti svetla - 299796 km / s.

Vedci sa nakoniec rozhodli pre rýchlosť svetla v druhej polovici 20. storočia, kedy boli vytvorené masery a lasery, charakterizované najvyššou stabilitou frekvencie žiarenia. Začiatkom 70. rokov chyba merania klesla na 1 km / s. Výsledkom bolo, že na základe odporúčania Generálnej konferencie XV o hmotnostiach a mierach, ktorá sa konala v roku 1975, bolo rozhodnuté predpokladať, že rýchlosť svetla vo vákuu je teraz rovná 299792,458 km / s.

Je pre nás rýchlosť svetla dosiahnuteľná?

Je zrejmé, že skúmanie vzdialených kútov vesmíru je nemysliteľné bez toho, aby vesmírne lode lietali veľkou rýchlosťou. Žiaduce pri rýchlosti svetla. Je to však možné?

Rýchlostná bariéra svetla je jedným z dôsledkov teórie relativity. Ako viete, zvýšenie rýchlosti vyžaduje zvýšenie energie. Rýchlosť svetla by vyžadovala takmer nekonečnú energiu.

Žiaľ, fyzikálne zákony sú kategoricky proti tomu. Častice letiace k nej, napríklad atómy vodíka, sa pri rýchlosti 300 000 km / s premenia na smrtiaci zdroj silného žiarenia rovnajúceho sa 10 000 sievert / s. Je to približne rovnaké ako vo vnútri Veľkého hadrónového urýchľovača.

Podľa vedcov z Univerzity Johna Hopkinsa zatiaľ čo v prírode neexistuje žiadna adekvátna ochrana pred takým obludným kozmickým žiarením. Erózia z účinkov medzihviezdneho prachu dokončí zničenie lode.

Ďalším problémom rýchlosti svetla je dilatácia času. Staroba sa zároveň oveľa viac predĺži. Zrakové pole tiež prejde zakrivením, v dôsledku ktorého trajektória lode prejde akoby v tuneli, na konci ktorého posádka uvidí žiarivý záblesk. Za loďou zostane absolútna tma.

V blízkej budúcnosti bude teda musieť ľudstvo obmedziť svoje vysokorýchlostné „chúťky“ na 10% rýchlosti svetla. To znamená, že letu najbližšej hviezdy k Zemi - Proxima Centauri (4,22 svetelného roka) bude trvať asi 40 rokov.

V 19. storočí prebehlo niekoľko vedeckých experimentov, ktoré viedli k objaveniu množstva nových javov. Medzi tieto javy patrí objav Hansa Oersteda o generácii magnetickej indukcie elektrickým prúdom. Neskôr Michael Faraday objavil opačný efekt, ktorý sa nazýval elektromagnetická indukcia.

Rovnice Jamesa Maxwella - elektromagnetická povaha svetla

V dôsledku týchto objavov bola zaznamenaná takzvaná „interakcia na diaľku“, v dôsledku ktorej bola nová teória elektromagnetizmu, ktorú sformuloval Wilhelm Weber, založená na pôsobení na diaľku. Neskôr Maxwell definoval koncept elektrických a magnetických polí, ktoré sú schopné navzájom sa generovať, čo je elektromagnetická vlna. Následne Maxwell vo svojich rovniciach použil takzvanú „elektromagnetickú konštantu“ - s.

V tom čase sa už vedci priblížili k skutočnosti, že svetlo je elektromagnetickej povahy. Fyzikálnym významom elektromagnetickej konštanty je rýchlosť šírenia elektromagnetických excitácií. Na prekvapenie samotného Jamesa Maxwella sa nameraná hodnota tejto konštanty v experimentoch s jednotkovými nábojmi a prúdmi ukázala byť rovnaká ako rýchlosť svetla vo vákuu.

Pred týmto objavom bolo ľudstvo rozdelené na svetlo, elektrinu a magnetizmus. Maxwellova generalizácia umožnila novým spôsobom pozrieť sa na povahu svetla, ako na určitý fragment elektrických a magnetických polí, šíriacich sa nezávisle v priestore.

Nasledujúci obrázok zobrazuje diagram šírenia elektromagnetickej vlny, ktorá je tiež svetlom. Tu H je vektor sily magnetického poľa, E je vektor sily elektrického poľa. Oba vektory sú na seba kolmé, ako aj na smer šírenia vĺn.

Michelsonov experiment - absolútnosť rýchlosti svetla

Vtedajšia fyzika bola do značnej miery postavená s prihliadnutím na Galileov princíp relativity, podľa ktorého zákony mechaniky vyzerajú rovnako v akomkoľvek zvolenom zotrvačnom referenčnom rámci. Súčasne podľa pripočítania rýchlostí mala rýchlosť šírenia závisieť od rýchlosti zdroja. V tomto prípade by sa však elektromagnetická vlna správala odlišne v závislosti od výberu referenčného rámca, ktorý porušuje Galileov princíp relativity. Maxwellova zdanlivo dokonale formovaná teória bola teda v prekérnom stave.

Experimenty ukázali, že rýchlosť svetla v skutočnosti nezávisí od rýchlosti pohybu zdroja, čo znamená, že je potrebná teória, ktorá môže vysvetliť taký zvláštny fakt. Najlepšou teóriou v tej dobe bola teória „éteru“ - akéhosi média, v ktorom sa svetlo šíri, rovnako ako sa zvuk šíri vzduchom. Potom by rýchlosť svetla nebola určená rýchlosťou pohybu zdroja, ale zvláštnosťami samotného média - éteru.

Na detekciu éteru bolo vykonaných mnoho experimentov, z ktorých najznámejší je zážitok amerického fyzika Alberta Michelsona. Stručne povedané, o Zemi je známe, že sa pohybuje vo vesmíre. Potom je logické predpokladať, že sa pohybuje aj éterom, pretože úplné pripojenie éteru k Zemi je nielen najvyšším stupňom egoizmu, ale jednoducho nemôže byť ničím spôsobené. Ak sa Zem pohybuje cez nejaké médium, v ktorom sa šíri svetlo, potom je logické predpokladať, že tu dochádza k sčítavaniu rýchlostí. To znamená, že šírenie svetla by malo závisieť od smeru pohybu Zeme, ktorá letí éterom. V dôsledku svojich experimentov Michelson nenašiel žiadny rozdiel medzi rýchlosťou šírenia svetla v oboch smeroch od Zeme.

Tento problém sa pokúsil vyriešiť holandský fyzik Hendrik Lorenz. Podľa jeho hypotézy „éterický vietor“ ovplyvnil telá tak, že zmenšili svoju veľkosť v smere pohybu. Na základe tohto predpokladu Zem i Michelsonov aparát zažili túto Lorentzovu kontrakciu, v dôsledku ktorej Albert Michelson získal rovnakú rýchlosť šírenia svetla v oboch smeroch. A hoci bol Lorentz trochu odstránený, aby oddialil okamih smrti teórie éteru, vedci sa napriek tomu domnievali, že táto teória bola pritiahnutá za vlasy. Éter teda musel mať množstvo „rozprávkových“ vlastností, vrátane beztiaže a absencie odporu voči pohybujúcim sa telesám.

Koniec histórie éteru nastal v roku 1905 spolu s vydaním vtedy málo známeho článku „O elektrodynamike pohybujúcich sa telies“ - Albert Einstein.

Špeciálna teória relativity Alberta Einsteina

Dvadsaťšesťročný Albert Einstein vyjadril úplne nový, odlišný pohľad na povahu priestoru a času, ktorý bol v rozpore s dobovými predstavami a najmä hrubo porušil Galileov princíp relativity. Podľa Einsteina Michelsonov experiment neposkytol pozitívne výsledky z toho dôvodu, že priestor a čas majú také vlastnosti, že rýchlosť svetla je absolútnou hodnotou. To znamená, že v každom referenčnom rámci pozorovateľa je rýchlosť svetla voči nemu vždy jedna 300 000 km / s. Z toho vyplynula nemožnosť uplatnenia sčítania rýchlostí vo vzťahu k svetlu - bez ohľadu na to, ako rýchlo sa svetelný zdroj pohybuje, rýchlosť svetla sa nezmení (sčítať alebo odčítať).

Einstein použil Lorentzovu kontrakciu na opis zmien parametrov telies pohybujúcich sa rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla. Napríklad sa dĺžka takýchto tiel zníži a ich vlastný čas sa spomalí. Koeficient týchto zmien sa nazýva Lorentzov faktor. Slávny Einsteinov vzorec E =mc 2 v skutočnosti zahŕňa aj Lorentzov faktor ( E = ymc 2), ktorá sa vo všeobecnom prípade rovná jednote, v prípade, keď je rýchlosť tela v je nula. S prístupom k rýchlosti tela v na rýchlosť svetla c Lorentzov faktor r rúti sa do nekonečna. Z toho vyplýva, že na zrýchlenie telesa na rýchlosť svetla je potrebné nekonečné množstvo energie, a preto nie je možné prekročiť tento rýchlostný limit.

V prospech tohto tvrdenia existuje aj taký argument ako „relativita simultánnosti“.

Paradox relativity simultánnosti SRT

Stručne povedané, fenomén relativity simultánnosti je ten, že hodiny, ktoré sa nachádzajú v rôznych bodoch priestoru, môžu bežať „súčasne“ iba vtedy, ak sú v rovnakom inerciálnom referenčnom rámci. To znamená, že čas na hodinách závisí od výberu referenčného systému.

To tiež znamená paradox, že udalosť B, ktorá je dôsledkom udalosti A, môže nastať súčasne s ňou. Okrem toho je možné zvoliť referenčné rámce tak, že udalosť B nastane skôr ako udalosť, ktorá ju spôsobila A. Takýto jav porušuje princíp kauzality, ktorý je vo vede celkom pevne zakorenený a nikdy nebol spochybnený. Táto hypotetická situácia je však pozorovaná iba vtedy, ak je vzdialenosť medzi udalosťami A a B väčšia ako časový interval medzi nimi vynásobený „elektromagnetickou konštantou“ - s... Teda konštanta c, ktorá sa rovná rýchlosti svetla, je maximálna rýchlosť prenosu informácií. V opačnom prípade by došlo k porušeniu zásady kauzality.

Ako sa meria rýchlosť svetla?

Pripomienky Olafa Römera

Vedci staroveku väčšinou verili, že svetlo sa pohybuje nekonečnou rýchlosťou a prvý odhad rýchlosti svetla bol získaný už v roku 1676. Dánsky astronóm Olaf Roemer pozoroval Jupiter a jeho mesiace. V okamihu, keď sa Zem a Jupiter nachádzali na opačných stranách Slnka, sa zatmenie satelitu Jupiter - Io oproti vypočítanému času oneskorilo o 22 minút. Jediné rozhodnutie, ktorý našiel Olaf Roemer - rýchlosť svetla je obmedzujúca. Z tohto dôvodu sa informácie o pozorovanej udalosti oneskoria o 22 minút, pretože prejdenie vzdialenosti od Ioovho satelitu k astronomickému teleskopu trvá nejaký čas. Podľa Römerových výpočtov bola rýchlosť svetla 220 000 km / s.

Postrehy Jamesa Bradleyho

V roku 1727 objavil anglický astronóm James Bradley fenomén svetelnej aberácie. Podstatou tento jav spočíva v tom, že keď sa Zem pohybuje okolo Slnka, ako aj počas vlastnej rotácie Zeme dochádza k posunu hviezd na nočnej oblohe. Pretože je pozorovateľ pozemšťan a samotná Zem neustále mení svoj smer pohybu vzhľadom na pozorovanú hviezdu, svetlo vyžarované hviezdou prejde rôzne vzdialenosti a v priebehu času dopadá na pozorovateľa v rôznych uhloch. Obmedzená rýchlosť svetla spôsobuje, že hviezdy na oblohe popisujú elipsu počas celého roka. Tento experiment umožnil Jamesovi Bradleymu odhadnúť rýchlosť svetla na 308 000 km / s.

Skúsenosti Louisa Fizeaua

V roku 1849 francúzsky fyzik Louis Fizeau spustil laboratórny experiment na meranie rýchlosti svetla. Fyzik nainštaloval v Paríži zrkadlo vo vzdialenosti 8 633 metrov od zdroja, ale podľa Röhmerových výpočtov svetlo prejde túto vzdialenosť za stotisíciny sekundy. Takáto presnosť hodín bola vtedy nedosiahnuteľná. Potom Fizeau použil ozubené koleso, ktoré sa otáčalo na ceste od zdroja k zrkadlu a od zrkadla k pozorovateľovi, ktorého zuby periodicky blokovali svetlo. V prípade, že svetelný lúč zo zdroja do zrkadla prešiel medzi zubami a na ceste späť spadol do zuba, fyzik zdvojnásobil rýchlosť otáčania kolesa. So zvýšením rýchlosti otáčania kolesa svetlo prakticky prestalo miznúť, kým rýchlosť otáčania nedosiahla 12,67 otáčok za sekundu. V tej chvíli svetlo opäť zmizlo.

Takéto pozorovanie znamenalo, že svetlo neustále „narážalo“ do zubov a nestihlo medzi nimi „prekĺznuť“. Keď Fizeau poznal rýchlosť otáčania kolesa, počet zubov a dvojnásobnú vzdialenosť od zdroja k zrkadlu, vypočítal rýchlosť svetla, ktorá sa ukázala ako 315 000 km / s.

O rok neskôr ďalší francúzsky fyzik Leon Foucault uskutočnil podobný experiment, pri ktorom namiesto ozubeného kolesa použil rotujúce zrkadlo. Získaná hodnota rýchlosti svetla vo vzduchu bola 298 000 km / s.

O storočie neskôr bola Fizeauova metóda vylepšená natoľko, že podobný experiment, ktorý v roku 1950 predstavil E. Bergstrand, dal hodnotu rýchlosti 299 793,1 km / s. Toto číslo je iba 1 km / s v rozpore s aktuálnou hodnotou rýchlosti svetla.

Ďalšie merania

S príchodom laserov a zvýšením presnosti meracích zariadení bolo možné znížiť chybu merania až na 1 m / s. V roku 1972 teda americkí vedci na svoje experimenty použili laser. Meraním frekvencie a vlnovej dĺžky laserového lúča sa im podarilo získať hodnotu 299 792 458 m / s. Je pozoruhodné, že ďalšie zvýšenie presnosti merania rýchlosti svetla vo vákuu bolo nerealizovateľné nie kvôli technickej nedokonalosti prístrojov, ale kvôli chybe samotného štandardného merača. Z tohto dôvodu v roku 1983 Generálna konferencia XVII o hmotnosti a mierach definovala meter ako vzdialenosť, ktorú svetlo prejde vo vákuu za čas rovný 1/299 792 458 sekúnd.

Zhrňme si to

Zo všetkého vyššie uvedeného teda vyplýva, že rýchlosť svetla vo vákuu je základnou fyzikálnou konštantou, ktorá sa vyskytuje v mnohých základných teóriách. Táto rýchlosť je absolútna, to znamená, že nezávisí od výberu referenčného rámca a je tiež rovnaká ako obmedzujúca rýchlosť prenosu informácií. S danou rýchlosťou sa pohybujú nielen elektromagnetické vlny (svetlo), ale aj všetky bezhmotné častice. Vrátane pravdepodobne gravitónu - častice gravitačných vĺn. Okrem iného kvôli relativistickým účinkom správny čas na svetlo doslova stojí za to.

Také vlastnosti svetla, najmä neuplatniteľnosť princípu sčítania rýchlostí k nemu, nezapadajú do hlavy. Mnoho experimentov však potvrdzuje vlastnosti uvedené vyššie a niekoľko základných teórií je založených na tejto podstate svetla.

Rýchlosť svetla vo vákuu- absolútna hodnota rýchlosti šírenia elektromagnetických vĺn vo vákuu. Vo fyzike je to označené latinským písmenom c.
Rýchlosť svetla vo vákuu je základnou konštantou, nezávislý na voľbe zotrvačného referenčného systému.
Podľa definície je to presne tak 299 792 458 m / s (približná hodnota 300 tisíc km / s).
Podľa špeciálnej teórie relativity je maximálna rýchlosť šírenia akýchkoľvek fyzických interakcií, ktoré prenášajú energiu a informácie.

Ako bola stanovená rýchlosť svetla

Po prvýkrát bola rýchlosť svetla stanovená v 1676 O. K. Roemer zmenou časových intervalov medzi zatmeniami satelitov Jupitera.

V roku 1728 ho nainštaloval J. Bradley, na základe ich pozorovaní aberácie svetla hviezd.

V roku 1849 A. I. L. Fizeau bol prvý, kto meral rýchlosť svetla v čase, keď svetlo potrebovalo prejsť presne známu vzdialenosť (základňa); pretože index lomu vzduchu sa veľmi líši od 1, pozemné merania poskytujú hodnotu, ktorá je veľmi blízka s.
V experimente Fizeau bol lúč svetla zo zdroja S odrazený polopriehľadným zrkadlom N periodicky prerušovaný rotujúcim ozubeným kotúčom W, prešiel základňou MN (asi 8 km) a odrazený od zrkadla M sa vrátil do disk. Svetlo dopadajúce na hrot nedosiahlo pozorovateľa a svetlo zachytené v medzere medzi hrotmi bolo možné pozorovať pomocou okulára E. Zo známych rýchlostí otáčania disku je čas prechodu svetla na bola stanovená základňa. Fizeau získal hodnotu c = 313300 km / s.

V roku 1862 J. B. L. Foucault zrealizoval myšlienku vyjadrenú v roku 1838 D. Aragom, pričom namiesto ozubeného kotúča použil rýchlo sa otáčajúce zrkadlo (512 ot / s). Odrazom od zrkadla bol lúč svetla nasmerovaný na základňu a po návrate opäť dopadol na to isté zrkadlo, ktoré malo čas otočiť sa o určitý malý uhol. So základňou iba 20 metrov Foucault zistil, že rýchlosť svetlo sa rovná 29800080 ± 500 km / s. Schémy a základné myšlienky experimentov Fizeaua a Foucaulta boli opakovane použité v nasledujúcich prácach na určenie s.

Tak mimochodom. Rýchlosť svetla vo vákuu a rýchlosť svetla v inom médiu sa môžu dramaticky líšiť. Napríklad v Amerike (v kakaovom laboratóriu si bohužiaľ nepamätám) dokázali spomaliť svetlo takmer až do úplného zastavenia.

Ale viac ako 1/299792458 sekúnd svetlo nemôže vyvinúť rýchlosť, tk. svetlo je obyčajná elektromagnetická vlna (rovnaká ako röntgenové žiarenie alebo teplo a rádiové vlny), líšia sa iba vlnová dĺžka a frekvencia, v modernom pohľade je to vlna v stratifikovanom časopriestore a pri kvantovaní tejto vlny získať fotón (kvantum svetla). Je to bezhmotná častica, takže na fotón nie je čas. To znamená, že pre fotón, ktorý sa narodil pred miliardami rokov (v porovnaní s dnešným pozorovateľom), neuplynulo vôbec veľa času. Podľa vzorca E = MC2 (hmotnosť je ekvivalentná energii) možno rýchlosť svetla považovať za postulát. Ukazuje sa, že ak urýchlite časticu s nenulovou hmotnosťou (napríklad elektrón) na rýchlosť svetla, potom do nej musí byť pumpované nekonečné množstvo energie, čo je fyzicky nemožné. z toho vyplýva, že rýchlosť bezhmotnéhoathonu je 1/299792458 sekúnd (rýchlosť svetla) je maximálna rýchlosť v našom viditeľnom vesmíre.

Rýchlosť svetla a-prevorstvo sa rovná 299 792 458 m / s.

Súčasným trendom je stanovovanie štandardov fyzikálnych jednotiek na základe základných fyzikálnych konštánt a vysoko stabilných prírodných procesov. Preto je hlavnou fyzikálnou veličinou čas (určený prostredníctvom frekvencie), pretože technicky je maximálna stabilita (teda presnosť) dosiahnutá presne vo frekvenčnom štandarde. Preto sa pokúšajú priviesť ďalšie jednotky merania na frekvenčné a základné konštanty. Preto bol meter ako jednotka dynu určený pomocou frekvencie, ako najpresnejšie zaznamenanej veličiny a základnej konštanty - rýchlosti svetla.

Menšia poznámka: definícia meradla a štandard metra sú dve rôzne veci. Definícia metre je vzdialenosť, ktorú svetlo prejde za 1/299792458 sekundy. A odkaz metrov je nejaký druh technického zariadenia, ktorého konštrukcia môže byť založená na iných veciach.

Pre jednoduchšie pochopenie možno rýchlosť svetla považovať za 300 000 km za sekundu. Na porovnanie: dĺžka zemského rovníka je 40 000 km, to znamená, že za sekundu môže svetlo obletieť Zem, dokonca aj pozdĺž rovníka, viac ako 7 -krát. To je veľmi ohromná rýchlosť. Ľudia dosiahli maximálnu rýchlosť iba 2-3-násobku rýchlosti zvuku, to znamená asi 3-4 000 kilometrov za hodinu alebo asi 1 km za sekundu. To je rýchlosť svetla v porovnaní s existujúcimi technológiami ľudstva.

Najpresnejšia rýchlosť svetla vo vákuu je 299 792 458 m / s alebo 1 079 252 848,8 kilometra za hodinu. Na základe referenčného merača sa vykonal v roku 1975.

Podľa wikipédie je rýchlosť svetla

299 792 458 m / s je rýchlosť svetla vo vákuu. Pri riešení problémov použite číslo 300 000 000 m / s. Rýchlosť svetla vo vákuu je určená vzorcom:

Ak hovoríme o rýchlosti svetla v akomkoľvek médiu, potom

Rýchlosť svetla vo vzduchu sa takmer rovná rýchlosti svetla vo vákuu.

Ale už vo vode je to asi o 25% menej ako vo vzduchu.

Teraz, v našej dobe, keď máme po ruke počítač a internet, nie je problém zistiť, aká je rýchlosť svetla, pretože je otvorené informácie a tento význam je nasledujúci:

299 792 458 metrov za sekundu.

Keď sme sa dozvedeli takéto údaje, môžeme byť očividne trochu šokovaní, pretože vskutku je to obrovská rýchlosť, ktorá zatiaľ nemá obdoby, a je nepravdepodobné, že by ju bolo možné prekonať.

Tu je ďalšie zábavné znamenie a zaujímavé údaje:

V roku 1975 bol urobený najväčší objav, konkrétne bola zmeraná rýchlosť svetla, ktorá je:

Pre lepšie pochopenie odporúčam pozrieť sa na obrázok.

Slnečnému svetlu trvá asi 8 minút a 19 sekúnd, kým sa dostane na Zem.

V nižšie uvedenom videu sa pokúsili vysvetliť takú hodnotu, ako je rýchlosť svetla, prístupnejším jazykom, aby si dokázali predstaviť, ako rýchlo je v ľudskom chápaní a nedosiahnuteľný na reprodukciu.

Zapnuté tento moment Verí sa, že rýchlosť svetla je 299 792 458 metrov za sekundu.

Ak ale túto hodnotu nepotrebujete s vedeckou presnosťou, napríklad pri školských problémoch, je zvykom túto hodnotu zaokrúhliť na 300 000 000 metrov za sekundu alebo 300 000 kilometrov za sekundu, ako sa hovorí častejšie.

Ak predtým pojem rýchlosti svetla znamenal niečo mimo, teraz sa už stavajú hypersonické stíhačky, ktoré by mali vstúpiť do služby do roku 2030.

Rýchlosť svetla je 299 792 458 metrov za sekundu, alebo ak preložíte 1 079 252 848,8 km za hodinu, čo prvýkrát určil v roku 1676 Dán O. K. Rmer.

- Aká je rýchlosť svetla vo vákuu?
Verí sa, že rýchlosť svetla je(najpresnejšie meranie) 299792458 m / s = 299 792, 458 km / s. Počíta sa ako jedna Planckova jednotka. Tieto čísla sú často zaokrúhlené (napríklad pri problémoch s fyzikou školy) na 300 000 000 m / s = 300 000 km / s.
Veľmi zaujímavý článok (presnejšie kapitola z učebnice fyziky 9. ročníka) popisujúca, ako dánsky vedec O. Rmer v roku 1676 najskôr zmeral približnú rýchlosť svetla... A je tu ešte jeden článok.
- Aká je rýchlosť šírenia svetla v rôznych transparentných médiách??
Rýchlosť svetla v rôznych priehľadných médiách je vždy menšia ako rýchlosť svetla vo vákuu, pretože na to, aby sme získali rýchlosť svetla v akomkoľvek transparentnom médiu, delíme rýchlosť svetla vo vákuu indexom lomu daného stredné. Index lomu vákua sa rovná jednému .

Ak chcete získať v (rýchlosť svetla v konkrétnom médiu), musíte rozdeliť c (rýchlosť svetla vo vákuu) na n. Šírenie svetla v akomkoľvek transparentnom médiu je preto určené vzorcom:
- Aká je rýchlosť svetla vo vzduchu?
Rýchlosť šírenia svetla vo vzduchu je, Už sme zistili, rýchlosť svetla vo vákuu, ktorá je rozdelená na koeficient (index) lomu vzduchu, ktorý sa označuje ako n. A tento koeficient už závisí od vlnovej dĺžky, tlaku a teploty. To znamená, že pre rôzne n bude rýchlosť svetla vo vzduchu iná, ale rozhodne nižšia ako rýchlosť svetla vo vákuu.
- Aká je rýchlosť svetla v skle?
Rovnaký vzorec, ako ste pochopili, a n sa bude rovnať 1,47 až 2,04. Ak nie je uvedený index lomu skla, voliteľne vezmite priemernú hodnotu (n = 1,75).
- Aká je rýchlosť svetla vo vode?
Voda má index lomu(n) je 1,33. Potom:
v = c: n = 299 792 458 m / s: 1,33 225 407 863 m / s je rýchlosť svetla vo vode.

Základná fyzikálna konštanta - rýchlosť svetla v prázdnote je 299 792 458 m / s, toto meranie rýchlosti svetla bolo vykonané v roku 1975. V škole sa táto hodnota zvyčajne píše ako 300 000 000 m / s a používa sa na riešenie problémov.

Aj v dávnych dobách sa pokúšali zistiť túto hodnotu, ale veľa vedcov verilo, že rýchlosť svetla je konštantná. A až v roku 1676 bol dánsky astronóm Olaf Roemer prvým, kto zmeral rýchlosť svetla a podľa jeho výpočtov sa rovnal 220 tisíc kilometrom za sekundu.

Rýchlosť svetla je nulová!

Na začiatku je svetlo neviditeľné v celom spektre.

Nevidíme svetlo!

Vidíme iba objekty schopné odrážať toto svetlo.

Príklad: Pozeráme sa na hviezdu na tmavej oblohe (čo je dôležité), a ak sa napríklad medzi našim okom a smerom k hviezde objaví oblak, bude odrážať toto neviditeľné svetlo.

Toto je prvá vec.

Svetlo je stojatá vlna.

Svetlo nikam nesvieti. Svetlo nesie svetelný predmet, ktorý toto svetlo odráža, napríklad pochodeň s fakľou, a vidíme to ako odraz od pochodne, na ktorej prebiehajú reakcie.

Pochodeň nie je zdrojom svetla!

Pochodeň odráža iba svetlo, kvôli ktorému sa objavilo na povrchu pochodne chemická reakcia.

Rovnako je to s vláknom.

Vezmeme baterku a vyberieme z nej reflektor a v tmavej miestnosti sa rovnomerne rozsvieti iba jedna žiarovka (čo je dôležité), iba dosť malý priestor. A bez ohľadu na to, koľko času strávime čakaním, svetlo sa nedostane nikde inde. Svetlo zostane navždy na jednom mieste, alebo pokiaľ vlákno, ktoré sa zahrieva, bude schopné odrážať svetlo (žiaru)! Ale ak dáme reflektor, uvidíme, že svetlo bolo lokalizované v lúči a mohlo by preniknúť ďalej bez akéhokoľvek zvýšenia luminiscenčného výkonu, ak zmeníme zaostrenie bez akéhokoľvek zvýšenia výkonu, svetlo prenikne ešte ďalej, ale je ešte viac lokalizovaný v obmedzenom lúči.

Ale aj keď sme vo veľkej vzdialenosti a dokonca ďaleko od smeru lúča, v úplnej tme stále uvidíme svetelný bod. Zatvoríme oči a nič nevidíme, otvoríme sa a okamžite vidíme svetelný bod z baterky na tmavom pozadí.

O akej rýchlosti svetla môžeme hovoriť?

Svetlo nemá rýchlosť. Svetlo je stojatá vlna. Stojatá svetelná vlna má schopnosť, pričom jej objem je vzhľadom na silu chemickej reakcie nezmenený, zmeniť svoju konfiguráciu a stojatú vlnu je možné vidieť iba pri osvetlení predmetov, ktoré odrážajú stojatú vlnu, a vidíme ju ako svetlý bod na tmavom pozadí a nie Navyše.

Pretože ste neurčili, v ktorých médiách vás zaujíma rýchlosť svetla, budete musieť dať podrobnú odpoveď. Anasteisha Ana presne popísala rýchlosť svetla vo vákuu. Rýchlosť svetla v rôznych médiách však nie je konštantná a nevyhnutne nižšia ako vo vákuu. Navyše, v tom istom médiu je rýchlosť svetla rôznych vlnových dĺžok odlišná. A táto vlastnosť svetla je veľmi široko používaná, presnejšie, je braná do úvahy v optike. V optike je zavedený koncept indexu lomu optického média. Tento parameter ukazuje, koľkokrát je rýchlosť svetla určitej vlnovej dĺžky v danom médiu menšia ako rýchlosť svetla vo vákuu. Napríklad v optickom skle LK8 je rýchlosť šírenia červeného svetla s vlnovou dĺžkou 706,52 nanometrov 1,46751 krát menšia ako vo vákuu. Títo. rýchlosť červeného svetla v skle LK8 je približne 299 792 458 / 1,46751 = 204286484 m / s a rýchlosť modrého svetla s vlnovou dĺžkou 479,99 nanometrov je 203113916 m / s. Existujú optické médiá, v ktorých je rýchlosť svetla oveľa nižšia. V laserových kryštáloch pre niektoré vlnové dĺžky je index lomu blízko 2,8. Rýchlosť svetla v týchto kryštáloch je teda takmer trikrát menšia ako rýchlosť svetla vo vákuu.