Zda rychlost světla závisí na médiu. Proč rychlost světla konstanty na prstech ™. James Maxwellovy rovnice - elektromagnetická povaha světla

Doktor technické vědy A. Golubev.

Koncept míry šíření vlny je jednoduchý pouze v nepřítomnosti disperze.

Lin Westergard Hea v blízkosti instalace, na které byl proveden unikátní experiment.

Poslední jaro, vědecké a populární časopisy světa vykázaly senzační zprávy. Američtí fyzici prováděli jedinečný experiment: podařilo se jim snížit rychlost světla na 17 metrů za sekundu.

Každý ví, že světlo platí pro obrovskou rychlost - téměř 300 tisíc kilometrů za sekundu. Přesná hodnota jeho hodnoty ve vakuu \u003d 299792458 m / s je základní fyzikální konstanta. Podle teorie relativity se jedná o maximální možný přenos signálu.

V každém průhledném médiu se světlo pomalu šíří. Jeho rychlost v závisí na indexu lomu média N: V \u003d C / N. Index lomu vzduchu je 1 0003, voda - 1,33, různé stupně skla - od 1,5 do 1,8. Jeden z největších hodnot indexu lomu má diamant - 2.42. Rychlost světla v běžných látkách se tak sníží o více než 2,5 krát.

Začátkem roku 1999 skupina fyziků z Institutu Rowlandu vědecký výzkum S Harvardem University (Massachusetts, USA) az Stanford University (Kalifornie), makroskopický kvantový efekt byl zkoumán - tzv. Self-indukovaná průhlednost, procházející laserové pulsy přes neprůhledné médium za normálních podmínek. Toto médium bylo atomy sodíku ve speciálním stavu, tzv. Bose Einstein kondenzát. Při ozáření laserovým pulsem získá optické vlastnosti, které snižují rychlost skupiny pulzů 20 milionykrát ve srovnání s rychlostí ve vakuu. Experimentátoři se podařilo přivést rychlost světla na 17 m / s!

Před popisem podstaty tohoto jedinečného experimentu, připomínáme význam některých fyzických pojmů.

Rychlost skupiny. Když je světlo propagováno, ve střední fázi a skupině se rozlišují dvě rychlosti. Fázová rychlost VF charakterizuje pohyb fáze dokonalé monochromatické vlny - nekonečné sinusoidy přísně jednoduché frekvence a určuje směr propagace světla. Fázová rychlost v médiu odpovídá indexu fázového lomu - samotný význam je měřen pro různé látky. Index fázového lomu, a tedy fázové rychlosti závisí na vlnové délce. Tato závislost se nazývá disperze; To vede zejména k rozkladu bílého světla, procházejícího hranolem, ve spektru.

Skutečná světla se však skládá ze sady vln různých frekvencí, které jsou seskupeny v nějakém spektrálním intervalu. Taková sada se nazývá vlnová skupina, vlnový paket nebo lehký puls. Tyto vlny platí pro médium s různými fázovými rychlostmi v důsledku disperze. V tomto případě je impuls natažen a jeho formulář se mění. Proto, abych popsal pohyb impulsu, skupina vln jako celku, je představen koncept rychlosti skupiny. To dává smysl pouze v případě úzkého spektra a v médiu se slabou disperzí, když je rozdíl ve fázových rychlostech jednotlivých složek malý. Pro lepší pochopení situace můžete poskytnout vizuální analogii.

Představte si, že začátek startu lemoval sedm sportovců oblečených v barevných tričkách na barvách spektra: červená, oranžová, žlutá atd. Na počátečním signálu pistole, současně začínají běží, ale "červený" sportovec běží rychleji než "oranžová", oranžová - rychleji než žlutá atd., takže se táhnou do řetězce, jehož délka se neustále zvyšuje. A teď si představíme, že se na ně díváme z vrcholu s takovou výškou, že jednotliví běžci nerozlišují, a vidíme jen pestré místo. Je možné hovořit o rychlosti pohybu tohoto skvrna jako celku? Je to možné, ale pouze pokud není příliš jasné, když je rozdíl v rychlostech vícebarevných běžců malý. V opačném případě se skvrna může protáhnout po celou délku trati a otázka jeho rychlosti ztratí svůj význam. To odpovídá silné disperzi - velká rychlost rozptylu. Pokud běžci opotřebovávají v tričkách téměř jedné barvy, lišící se pouze odstíny (řekněme, od tmavě červená až světle červená), bude odpovídat případu úzkého spektra. Pak se rychlost běžců mírně liší, skupina při řízení zůstane poměrně kompaktní a může být charakterizována zcela určitým množstvím otáček, která se nazývá skupina.

Bose Einstein statistiky. To je jeden z typů tzv. Quantum Statistics - teorie popisující stav systémů obsahujících velmi velké číslo Částice poslouchají zákony kvantové mechaniky.

Všechny částice jsou oba uzavřeny v atomu a volné - jsou rozděleny do dvou tříd. Pro jeden z nich se zásada zákazu Pauli v souladu s více než jednou částic nemůže být na každé úrovni energie. Částice této třídy se nazývají fermiony (jedná se o elektrony, protony a neutrony; stejná třída zahrnuje částice sestávající z lichého počtu fermií) a zákon jejich distribuce se nazývá statistiky FERMI DIRAC. Částice jiné třídy se nazývají bosony a neposlouchají princip Pauliho: neomezený počet bosonů se může hromadit v jedné energetické úrovni. V tomto případě mluví o statistikách Bose Einstein. Bosony patří fotony, některé krátkodobé elementární částice (Například pi-mesons), stejně jako atomy sestávající z dokonce počtu fermionů. S velmi nízké teploty Bosony jsou shromažďovány na nejnižší úrovni energie; Pak říkají, že dochází k kondenzaci Boza-Einstein. Atomy kondenzátu ztratí jednotlivé vlastnostiA několik milionů je začínají chovat jako celek, jejich vlnová funkce sloučení a chování je popsána jednou rovnicí. To umožňuje říci, že atomy kondenzátu se staly soudržnými, jako jsou fotony v laserovém záření. Výzkumníci z Američana Národní institut Standardy a technologie používaly tuto vlastnost kondenzátu Bose Einstein k vytvoření "atomového laseru" (viz "Věda a život" č. 10, 1997).

Vlastní transparentnost. To je jeden z účinků nelineární optiky - optika výkonných světelných polí. Leží v tom, že velmi krátké a silné lehké pulsy prochází bez oslabení prostředkem, které absorbuje kontinuální záření nebo dlouhé pulsy: ne transparentní prostředí Stane se pro něj transparentní. Přerozená transparentnost je pozorována v řídkých plynech při trvání pulsu asi 10 -7 - 10 -8 C a v kondenzovaných médiích - menší než 10 až 11 ° C. Současně dojde k lanžením impulsu - jeho skupina je značně snížena. Poprvé byl tento účinek prokázán MC Colllerem a Khanem v roce 1967 na ruby \u200b\u200bpři teplotě 4 K. V roce 1970, ve dvojicích rubidia byly získány zpoždění, což odpovídá rychlosti pulsu, pro tři Objednávky (1000 krát) nižší rychlost ve vakuu.

Nyní se obrátíme na jedinečný experiment 1999. Byl realizován Len Westergard Huulu, Zakhari Dutton, Cyrus Beruzi (Rowland Institute) a Steve Harris (Stanford University). Chlazili hustý, držel magnetický polní oblačnost atomů sodíku před jejich pohybem do země země - na úroveň s nejnižší energií. Současně, pouze ty atomy, které mají magnetický dipólový moment byl poslán na opačný směr magnetické pole. Výzkumníci pak chlazili mrak na teplotu menší než 435 nk (nanochelvin, tj. 0.000000435 k, téměř absolutní nula).

Poté kondenzát osvětlil "pojivo banda lineárně polarizovaného laserového světla s frekvencí odpovídající energii jeho slabé excitace. Atomy přepnuty na vyšší energetickou hladinu a přestaly absorbovat světlo. V důsledku toho se kondenzát stal transparentním pro laserové záření. A tady to vypadalo velmi podivné a neobvyklé účinky. Měření ukázala, že za určitých podmínek je puls procházející kondenzátem bose-Einstein zpožděny odpovídající zpomalení světla o více než sedm řádů velikosti - 20 milionů krát. Rychlost světelného pulsu zpomalila na 17 m / s a \u200b\u200bjeho délka se několikrát snížila na 43 mikrometrů.

Výzkumníci se domnívají, že se vyhýbají laserovým ohřev kondenzátu, budou úspěšné i zpomalit světle - možná k rychlosti několika centimetrů za sekundu.

Systém s takovými neobvyklými vlastnostmi umožní vyšetřit kvantové optické vlastnosti látky, stejně jako vytvářet různá zařízení pro kvantové počítače budoucnosti, saw, singl-foton přepínače.

epigraf
Učitel se zeptá: děti, to rychlejší na světě?
Tanya říká: rychlejší slovo. Jen řekl, už se nevrátí.
Vanya říká: Ne, rychlejší celé světlo.
Stačí stisknuté na přepínači a místnost se okamžitě stala světlem.
A VOVOCHKA objekty: rychlejší ve světle průjmu.
Jednou jsem položil tak, že ani slovo
Neměl jsem čas říct, ani zapnout.

Přemýšleli jste někdy, proč je rychlost světla maximální, konečně a je konstantní v našem vesmíru? Toto je velmi zajímavostí se zeptata okamžitě, jako spoiler, dát hrozné tajemství Odpověď na něj - Nikdo neví proč. Rychlost světla, tj. mentálně přijat Pro konstantní a v tomto postulátu, stejně jako na myšlence, že všechny inerciální referenční systémy jsou rovny Albertovi Einsteinovi, postavil svou speciální teorii relativity, která po sto let přinesla vědce od sebe, což Einsteinovi umožní ukázat svět a Smč do rakve přes rozměry prasata, kterou dal na všechny lidstvo.

Ale proč to je taková konstantní, taková maximální a taková konečná odpověď tam není, je to jen axiom, tj. Schválení potvrzené pozorováním a zdravým rozumem přijatým na víře, ale není možné logicky ani matematicky výstupem. A je pravděpodobné, že to není tak věrné, ale nikdo ještě nebyl schopen vyvrátit nějaké zkušenosti.

Mám na tom své vlastní úvahy, o nich později, ale teď, jednoduchým, na Fingers ™ Pokusím se odpovědět alespoň jednu část - což znamená rychlost světla "konstanta".

Ne, nebudu loď s mentálními experimenty, které budou v raketě létání s rychlostí světla, zapněte světlomety, atd., Teď je o tom trochu.

Pokud se podíváte do adresáře nebo wikipedia, rychlost světla ve vakuu je definována jako základní fyzikální konstanta, která určitě rovnající se 299 792 458 m / s. To znamená, že pokud o tom mluvíme, bude to asi 300 000 km / s, ale pokud přímo - 299 792 458 metrů za sekundu.

Zdá se, že pokud taková přesnost pochází? Jakákoliv matematická nebo fyzická konstanta, která ani nebere ani pi, alespoň na základě přírodního logaritmu e., i když gravitační konstanta g nebo konstantní prkno h., vždy obsahují některé postavy po středu. PI z těchto značek po čárku v tuto chvíli je známo asi 5 bilionů (i když bez ohledu na to fyzický význam, pouze prvních 39 číslic), gravitační konstanta je dnes definována jako g ~ 6,67384 (80) x10 -11 a konstantní prkno h. ~ 6.62606957 (29) X10 -34.

Rychlost světla ve vakuu je hladký 299 792 458 m / s ani centimetr více ani nanosecond méně. Chcete vědět, odkud pochází taková přesnost?

Všechno to začalo jako obvykle ze starých Řeků. Věda, jako taková moderní pochopení tohoto slova neexistují. Filozofové starověké Řecko Proto se nazývají filozofové, protože poprvé natáčeli nějaký druh kecy v hlavách, a pak s pomocí logických závěrů (a někdy i skutečných fyzických experimentů) se to pokusil dokázat nebo vyvrátit. Použití skutečných stávajících fyzikální měření A jevy byly považovány za důkazy "druhého stupně", které nechodí do žádného srovnání s prvotřídními logickými závěry přijatými závěry přímo z hlavy.

První, kdo přemýšlel o existenci světla vlastní rychlosti, zvážit filozof Empidral, který uvedl, že světlo je pohyb, a pohyb by měl být rychlost. Byl namítán k Aristotle, který argumentoval, že světlo bylo jen přítomností něčeho v přírodě, a to je to. A nic se nikde nepohybuje. Ale to je to! Euclid s Ptolem, takže obecně věřili, že světlo bylo vyzařováno od našich očí, a pak padá na položky, a proto je vidíme. Stručně řečeno, starověké Řekové hloupí, jak mohli, pokud nevyhráli stejné starověké Římany.

Ve středověku, většina vědců nadále věří, že rychlost světla světla nekonečná, mezi nimi, řekněme, Descartes, Kepler a farmě.

Ale někteří, například, Galilev věřil, že světlo mělo rychlost, což znamená, že lze měřit. Zkušenosti z Galilejního, který louval lampu a zářil asistent z Galileje několik kilometrů pryč. Když viděl světlo, asistent lhal svou lampu a Galiley se snažila měřit zpoždění mezi těmito momenty. Samozřejmě, že neuspěl, a nakonec byl nucen psát do svých spisů, že pokud světlo mělo rychlost, to bylo extrémně vysoké a ne měřitelné s lidským úsilím, a proto by mohlo být považováno za nekonečné.

První dokumentární měření světelné rychlosti je přičítáno dánské astronomii pamatovat v 1676m. Do tohoto roku, astronomy, vyzbrojené pylonové trubky toho velmi galileji, byli pozorováni společníky Jupitera a dokonce vypočítali období jejich rotace. Vědci zjistili, že satelitním satelitním odchodem do Jupitera má rotační období asi 42 hodin. Remer však poznamenal, že někdy io se objeví kvůli Jupiteru o 11 minut dříve, a někdy o 11 minut později. Jak se ukázalo, Io se objeví dříve v těch obdobích, když se země, otáčí kolem slunce, blíží se k Jupiteru v minimální vzdálenosti a zpoždění za 11 minut, kdy je Země v opačném místě orbity, což znamená, že je od Jupiter dále.

Hloupě dělící průměr orbity Země (a v těch dnech to bylo již více či méně známé) po dobu 22 minut Remer obdržel rychlost světla 220 000 km / s, po asi třetí, aniž by byl konzistentní před pravým významem.

V 1729m, anglický astronom James Bralli, sledování pararallax (Malá odchylka umístění) Hvězdy Etimine (Gamma Dragon) Otevřený efekt broušení světla. Změna pozice na obloze nejblíže k nám kvůli pohybu země kolem slunce.

Z účinku aberace světla, detekovaných bradli, může být také uvedeno, že světlo má konečnou distribuci rychlost, pro kterou bralli a popadl, počítat se rovnou přibližně 301 000 km / s, což je již v rámci přesnosti 1 % hodnot známých dnes.

Potom byly všechny objasňující měření následovány další vědci, ale jak tomu bylo věřil, že světlo je vlna, a vlna se nemohla šířit sama o sobě, je nutné "znepokojovat" něco ", myšlenka existence" "Light-base ether" vznikl, jejichž detekce s havárií selhala americký fyzik Albert Michelson. Nenašel žádný světelný ether, ale v roce 1879m to objasnil rychlost světla na 299,910 ± 50 km / s.

Přibližně ve stejnou dobu, Maxwell publikuje svou teorii elektromagnetismu, a proto se rychlost světla stala možná nejen pro měření přímo, ale také výstup z hodnot elektrické a magnetické permeability, která byla provedena určující hodnotu hodnoty Rychlost světla na 299,788 km / s v 1907m.

Nakonec Einstein řekl, že rychlost světla ve vakuu je konstantní a nezávisí na ničem. Naopak vše ostatní je přidání rychlosti a nalezení správných referenčních systémů, účinky zpomalení a změna vzdálenosti při pohybu s vysokými rychlostmi a mnoho dalších relativistických účinků závisí na rychlosti světla (protože vstupuje do všech vzorců jako konstantní). Stručně řečeno, všechno na světě je relativní a rychlost světla je hodnota vzhledem k tomu, co jsou všechny ostatní věci v našem světě relativní. Zde může být nutné dát dlaně Lorentz Championship, ale nebudeme merkantilní, Einstein, takže Einstein.

Přesná definice hodnoty této konstanty pokračovala v celém 20. století, s každým dekádním vědci našli stále více a více diggers, po čárku Při rychlosti světla, pokud se vágní podezření nezačaly objevit v jejich hlavách.

Více a přesněji určující, kolik metrů ve vakuové světlo přechází za sekundu, vědci o tom začali přemýšlet, a co máme v metrech měřením? Koneckonců, koneckonců, měřič je jen délka nějakého druhu Platinum-Iridium Stick, kterou někdo zapomněl v určitém muzeu pod Paříž!

A při první myšlence představení standardního měřiče se zdála nádherná. Aby nedošlo k trpět yardy, nohou a jinými šikmými sedadly, francouzsky v roce 1791. Bylo rozhodnuto přijmout deset milionu části vzdálenosti od severního pólu k rovníku nad meridiánem procházejícím Paříži. Měřili jsme tuto vzdálenost s přesností dostupnou v té době, odlévali hůl z platiny-Iridium (přesněji, první mosaz, pak platinum, a pak platinové-iridium) slitiny a vložení této velmi pařížské komory opatření a hmotnosti jako vzorek . Čím dál, tím více se ukáže, že se mění se povrchové změny, kontinenty jsou deformovány, meridiány jsou posunuty a jeden z deseti milionů dílů se posune, a začali zvažovat měřič s délkou hůlky, které leží V křišťálové rakvi pařížského "mauzolea".

Taková modlářství není čelit skutečnému vědce, zde nejste Red Square (!), A v šedesátých letech se rozhodlo zjednodušit koncept měřiče docela zřejmé definování - měřič je přesně roven 1,650,763,73 vlnových délek emitovaných přechod elektronů mezi energie 2P10 a 5D5 neoznačeného izotopu prvku Crypton-86 ve vakuu. Kde je jasnější?

Tak to trvalo 23 let, zatímco rychlost světla ve vakuu byla měřena s stále rostoucí přesností, pokud v roce 1983M, nakonec, dokonce až do nejvíce snil retrograde, to vyšlo, že rychlost světla byla nejpřesnější a Ideální konstanta, a ne nějaký tam Crypton Isotope. A všechno bylo rozhodnuto překlopit vzhůru nohama (přesněji, pokud o tom přemýšlíte, bylo rozhodnuto se obrátit všechno z mé hlavy na nohy), nyní rychlost světla z - Pravá konstanta a měřič je vzdálenost, která světla ve vakuu pro (1/299 792 458) sekund.

Reálná hodnota rychlosti světla je i nadále rafinována v našem dni, ale to, co je zajímavé - s každým novým zkušenostmi, vědci neuvádějí rychlost světla, ale skutečnou délku měřidla. A přesněji bude rychlost světla nalezena v nadcházejících desetiletích, tím přesnější metr, který se nakonec dostaneme.

A ne naopak.

No, teď zpět do našich poboček. Proč je rychlost světla ve vakuu našeho vesmíru maximum, konečných a konstantních? Rozumím tomu.

Každý ví, že rychlost zvuku v kovu a téměř veškeré pevné těleso je mnohem vyšší než rychlost zvuku ve vzduchu. Zkontrolujte, zda je velmi snadné, stojí za to připevnit ucho k kolejnici a můžete slyšet zvuky blížícího se vlaku mnohem dříve než vzduchem. Proč je to? Je zřejmé, že zvuk je v podstatě stejný a rychlost jeho šíření závisí na médiu, z konfigurace molekul, z nichž toto médium se skládá z jeho hustoty, na parametrech jeho krystalové mřížky - v krátkém stavu současného stavu médium, kterým se zvuk vysílá.

A i když myšlenka světelného etheru byla dlouho opuštěna, vakuum, podle kterého dochází k rozložení elektromagnetických vln, není přesně niccela nic, bez ohledu na to, jak se nám nevypadá.

Chápu, že analogie je poněkud přitahována uši, dobře, stejně na Fingers ™ A! Je to jako cenově dostupná analogie, a v žádném případě jako přímý přechod z jednoho souboru fyzikálních zákonů ostatním, zeptám se, že si představit, že ve čtyřrozměrné metrice prostoru, který nazýváme vakuum v laskavosti Soune, Šití (a obecně, včetně gluonu a gravitačního) oscilací, jako v "zápisu" kolejnice, rychlost zvuku v oceli. Odtud a tanec.

Upd: Mimochodem, "čtenáři s hvězdičkou" navrhuji snít, zda rychlost světla zůstává konstantní v "ne snadném vakuu". Například se předpokládá, že při energiích teploty 10 30 k, vakuové zastaví se prostě vařené virtuálními částicemi a začíná "výčitky", tj. Tkanina prostoru se rozpadne na kousky, planacijové hodnoty jsou rozmazané a ztrácejí fyzický význam atd. Bude rychlost světla v takovém vakuu stále stejná c.nebo začne nová teorie "relativistické vakuum" s pozměňovacími návrhy jako koeficienty Lorentz při extrémních rychlostech? Nevím, nevím, čas říct ...

Chcete-li určit rychlost (vzdálenost / strávený čas strávený), musíme vybrat distanční a časové normy. Různé normy mohou poskytnout různé výsledky měření rychlosti.

Je rychlost světla konstantní?

[Vlastně konstantní tenká struktura Záleží na stupnici energie, ale zde rozumíme jeho nízkoenergetický limit.]

Speciální teorie relativity

Definice elektroměru v systému SI je také založena na předpokladu správnosti teorie relativity. Rychlost světla konstantní v souladu s hlavním postulátem teorie relativity. Tento postulát obsahuje dvě myšlenky:

• Rychlost světla nezávisí na pohybu pozorovatele.
• Rychlost světla nezávisí na souřadnicích v čase a prostoru.

Myšlenka nezávislosti rychlosti světla od rychlosti pozorovatele v rozporu s intuicí. Někteří lidé se ani nesouhlasí s tím, že tato myšlenka je logická. V roce 1905, Einstein ukázal, že tato myšlenka je logicky správná, pokud odmítnete převzít absolutní povahu prostoru a času.

V roce 1879 se věřilo, že světlo by se mělo šířit určitým prostředím ve vesmíru, protože zvuk platí pro vzduch a jiné látky. Michelson a Morley. Umístěte experiment na detekci etheru pozorováním změny rychlosti světla, když směr pohybu Země se mění ve vztahu k Slunci v průběhu roku. K jejich překvapení, změna rychlosti světla nebyla objevena.

Rychlost světla se nazývá vzdálenost, kterou světlo projde na jednotku času. Tato hodnota závisí na tom, jaká látka platí světlo.

Ve vakuu je rychlost světla 299,792 458 m / s. To je nejvyšší rychlost, kterou lze dosáhnout. Při řešení úkolů, které nevyžadují zvláštní přesnost, je tato hodnota přijata na 300 000 000 m / s. Předpokládá se, že s rychlostí světla ve vakuu jsou všechny typy elektromagnetického záření distribuovány: rádiové vlny, infračervené záření, viditelné světlo, ultrafialové záření, rentgenové záření, gama záření. Označovat její dopis z .

Jak bylo určeno rychlost světla

V dávných dobách vědci věřili, že rychlost světla byla nekonečná. Později ve vědeckém prostředí zahájila diskuse o této problematice. Kepler, Descartes a farma souhlasí se názorem starých vědců. A Galilee a GAUK byli věřili, že i když rychlost světla je velmi velká, stále má konečný význam.

Galileo Galilei.

Jednou z prvních rychlostí světla se pokusila měřit italský vědec Galilea Galilee. Během experimentu, on a jeho asistent byli na různých kopcích. Galilee otevřel klapku na svítilnu. V tu chvíli, kdy asistent viděl toto světlo, musel udělat stejné akce s lampou. Doba, po kterou světlo prošlo cestu z Galilejního asistenta a zpět, se ukázalo být tak krátké, že Galilej si uvědomil, že rychlost světla byla velmi velká, a v takové krátké vzdálenosti je nemožné měřit, protože Světlo se šíří téměř okamžitě. A čas pevný k nim ukazuje pouze rychlost lidské reakce.

Poprvé, rychlost světla byla stanovena v roce 1676 dánskou astronomií Olaf Römeru s pomocí astronomických vzdáleností. Pozorování pomocí teleskopu zatmění satelitu Jupitera IO, zjistil, že jako země odstraňuje z Jupitera, každý následný zatmění přichází později, než bylo vypočteno. Maximální zpoždění, kdy země přejde na druhou stranu Slunce a odstraňuje od Jupitera na vzdálenost rovnou průměru orbity Země, je 22 hodin. Ačkoliv byl v té době přesný průměr Země znám, vědec rozdělil svou přibližnou velikost po dobu 22 hodin a obdržel hodnotu asi 220 000 km / s.

OLAF RÖMER.

Výsledek získaný Römerem způsobil nedůvěru k vědcům. Ale v roce 1849, francouzský fyzik Arman IPPOLIT LOUIS FIZO měřil rychlost světla metodou otáčení závěrky. Ve své zkušenosti se světlo ze zdroje uplynulo mezi zuby rotujících kol a šel na zrcadlo. Odráží se od něj, vrátil se zpět. Rychlost otáčení kola se zvýšila. Když dosáhl určité hodnoty, paprsek odráží se od zrcadla, byl zadržen průběhem, a pozorovatel v tomto okamžiku nic neviděl.

ZKUŠENOSTI FIZO

FIZO vypočítal rychlost světla následujícím způsobem. Světlo prochází cestě L. z kola do zrcadla během rovnosti t 1. \u003d 2L / c . Doba, po kterou kolo zpřístupňuje ½ sloty, stejně t 2 \u003d t / 2N kde T. - období otáčení kola, \\ t N. - počet zubů. Frekvence rotace v \u003d 1 / t . V okamžiku, kdy pozorovatel nevidí světlo, přichází t 1 \u003d t 2 . Odtud dostaneme vzorec pro stanovení rychlosti světla:

c \u003d 4LNV.

Řezání na tomto vzorci, Fizo to zjistil z \u003d 313 000 000 m / s. Tento výsledek byl mnohem přesnější.

Arman Ippolit Louis Fizovo

V roce 1838, francouzský fyzik a astronomový dominik Francois Jean Arago navrhli používat způsob otočných zrcadel pro výpočet rychlosti světla. Tato myšlenka byla v praxi francouzský fyzik, mechanik a astronom Jean Bernard Leon Foucault, který dostal rychlost světla (298 000 000 000 ± 500 000) m / s v roce 1862.

Dominic Francois Jean Arago

V roce 1891 byl výsledek amerického astronomového Simona Newcoma řádově přesněji výsledkem Fouco. V důsledku jeho výpočtů z \u003d (99 810 000 ± 50 000) m / s.

Studie americké fyziky Albert Abraham Maypelson, který používal instalaci s rotujícím osmim okrajovým zrcadlem, které je umožněno určit rychlost světla ještě přesněji. V roce 1926, vědec měřil čas, pro kterou světlo prošlo vzdálenost mezi vrcholy dvou hor, rovné 35,4 km a přijalo z \u003d (299,796 000 ± 4 000) m / s.

Nejpřesnější měření bylo provedeno v roce 1975. Ve stejném roce doporučila obecná konference o opatřeních a váží, že rychlost světla se rovná 299,792,458 ± 1,2 m / s.

Co závisí rozsáhlá rychlost

Rychlost světla ve vakuu nezávisí na referenčním systému, ani z polohy pozorovatele. Zůstává konstantní hodnota rovnou 299,792,458 ± 1,2 m / s. V různých transparentních prostředích však bude tato rychlost nižší než jeho rychlost ve vakuu. Všechny průhledné médium má optickou hustotu. A co je vyšší, s menší rychlostí v něm světlo. Například rychlost světla ve vzduchu je nad jeho rychlostí ve vodě, a v čistém optickém skle je menší než ve vodě.

Pokud světlo přechází z méně hustého média do hustší, je jeho rychlost snížena. A pokud přechod pochází z hustějšího média v méně husté, pak rychlost, naopak, se zvyšuje. To vysvětluje, proč je světelný paprsek odmítnut na okraji přechodu dvou prostředí.

Tématem, jak měřit, a co se rovná rychlosti světla, zajímala jsem se o vědce ze starověku. Jedná se o velmi fascinující téma, že časový nepomorský je předmět vědecké expedice. Předpokládá se, že taková rychlost je konečná, nedosažitelná a konstantní hodnota. Je to nedosažitelné a konstantní jako nekonečno. Zároveň je to konečná. Ukazuje se zajímavou fyzikálně matematickou puzzle. Tento úkol existuje jedna z řešení. Koneckonců, rychlost světla se stále podařilo měřit.

Ve starověkém století tomu věřili rychlost propagace světla - Jedná se o nekonečnou hodnotu. První hodnocení tohoto ukazatele bylo uvedeno v roce 1676 Olaf Reker.. Podle svých výpočtů byla rychlost světla přibližně 220 tis. KM / s. Nebylo to přesně přesné, ale v blízkosti pravdy.

Končetina a ocenění rychlosti světla byla potvrzena po půl století.

Další vědec. Fizo. Bylo možné určit rychlost světla v době průchodu paprsku přesné vzdálenosti.

Nastavil zážitek (viz obrázek), během kterého světelný paprsek byl odchýlen ze zdroje S, odráží se v zrcadle 3, přerušené ozubeným diskem 2 a projel základnu (8 km). Dále odráží zrcadlo 1 a vrátil se na disk. Světlo se dostalo do mezery mezi zuby a mohlo by být pozorováno přes okuláru 4. Průchod základního paprsku byl stanoven v závislosti na rychlosti otáčení kotouče. Hodnota získaná FIZO byla taková: c \u003d 313300 km / s.

Rychlost propagace paprsku v určitém prostředí je menší než tato rychlost ve vakuu. Kromě toho pro různé látky tento indikátor provede různé hodnoty. Po několika letech Fouco. Nahradil disk na rychlé závodní zrcadlo. Sledovatelé tito vědci opakovaně použili své metody a výzkumné schémata.

Objektivy jsou základem optická zařízení. Víte, jak se vypočítá? Můžete to zjistit tím, že čtením některého z našich článků.

A informace o konfiguraci optického zraku sestávajícího z těchto čoček, které najdete. Přečtěte si náš materiál a na toto téma nebudete mít dotazy.

Jaká je rychlost světla ve vakuu?

Nejpřesnější měření rychlosti světla ukazuje obrázek 1 079 252 848,8 kilometrů za hodinu nebo 299 792 458 m / c. Toto číslo platí pouze pro podmínky vytvořené ve vakuu.

Ale řešit problémy, indikátor obvykle platí 300 000 000 m / c. Ve vakuu se rychlost světla v planakových jednotkách rovná 1. Tak, lehká energie projde 1 planakovou jednotku délky pro 1 blokovou dobu. Pokud je vakuum vytvořeno přírodní podmínky, s touto rychlostí lze pohybovat rentgenovými paprsky, lehké vlny Viditelné spektrum a gravitační vlny.

Existuje jednoznačný názor vědců, že částice s hmotností mohou mít rychlost, která je co nejblíže rychlosti světla. Ale nejsou schopni dosáhnout a překročit. Největší rychlost přibližná rychlost světla byla zaznamenána během studie prostorové paprsky A při přetaktování některých částic u akcelerátorů.

Hodnota rychlosti světla v každém médiu závisí na indexu lomu tohoto prostředí.

Tento ukazatel se může lišit pro různé frekvence. Přesné měření hodnoty je důležité pro výpočet jiných fyzikálních parametrů. Chcete-li například objasnit vzdálenost během průchodu světelných nebo rádiových signálů v optickém místě, radaru, velochetuu a dalších sférách.

Moderní vědci aplikují různé metody, aby určili rychlost světla. Někteří odborníci používají astronomické metody, stejně jako metody měření s experimentálními technikami. Často se používá rafinovaný způsob FISO. V tomto případě je převodovka nahrazena světelným modulátorem, který uvolňuje nebo přeruší paprsek světla. Přijímač zde je fotoelektrický multiplikátor nebo fotobuňka. Světelný zdroj může být laser, který pomáhá snižovat chyby měření. Stanovení rychlosti světla Časem projetí základny mohou být přímé nebo nepřímé metody, které také umožňují získat přesné výsledky.

Jaké vzorce vypočítají rychlost světla

1. Rychlost propagace světla ve vakuu je absolutní hodnota. Fyzici označují její písmeno "C". Jedná se o základní a konstantní hodnotu, která nezávisí na výběru systému zpráv a dává charakteristiku času a prostoru jako celku. Vědci naznačují, že taková rychlost je maximální rychlost pohybu částic.

   Vzorec rychlosti světla Ve vakuu:

   c \u003d 3 * 10 ^ 8 \u003d 299792458 m / s

   zde C je ukazatel rychlosti světla ve vakuu.

2. Vědci to dokázali vzduchové světlo Skoro se shoduje s rychlostí světla ve vakuu. Může být vypočítán vzorcem: