Многи људи су знали за постојање таквог концепта као што је "брзина светлости" од раног детињства. Али не знају сви детаљно о тој појави.
Многи су скренули пажњу на то да током грмљавинске олује постоји застој између блица муње и звука грмљавине. Избијање по правилу допире до нас брже. То значи да има већу брзину од звука. Шта је разлог за то? Колика је брзина светлости и како се мери?
Колика је брзина светлости?
Прво да разумемо која је брзина светлости. Научно, ово је таква количина која показује колико брзо се зраке крећу у вакууму или у ваздуху. Такође треба да знате шта је светлост. Ово је зрачење које људско око опажа. Брзина зависи од услова околине, као и од других својстава, на пример, рефракције.
Интересантна чињеница: Потребно је 1,25 секунди да светлост путује са Земље до сателита, месеца.
Која је брзина светлости у вашим сопственим речима?
Једноставније речено, брзина светлости је временско раздобље преко којег светлосни сноп путује било којом даљином. Време се обично мери у секунди. Међутим, неки научници користе различите јединице. Удаљеност се такође мери на различите начине. У основи - ово је метар. Односно, ова вредност се разматра у м / с. Физика то објашњава на следећи начин: појава која се креће одређеном брзином (константом).
Да бисте га лакше разумели, погледајмо следећи пример. Бициклиста се креће брзином од 20 км / х. Жели се сустићи са возачем аутомобила чија брзина износи 25 км / х. Ако рачунате, аутомобил тада вози 5 км / х брже од бициклиста. Са зрацима светлости ствари су другачије. Без обзира колико се брзи први и други људи крећу, светлост се, према њима, креће сталном брзином.
Колика је брзина светлости?
Када нису у вакууму, различити услови утичу на светлост. Супстанца кроз коју пролазе зраке, укључујући. Ако се број метара у секунди не промени без приступа кисеонику, у окружењу са приступом ваздуху вредност се мења.
Светлост путује спорије кроз различите материјале као што су стакло, вода и ваздух. Овом феномену је дат индекс лома који описује колико они успоравају кретање светлости. Стакло има индекс лома 1,5, што значи да свјетлост кроз њега пролази брзином од око 200 хиљада километара у секунди. Индекс лома воде је 1,3, а индекс преламања зрака нешто већи од 1, што значи да ваздух само мало успорава светлост.
Стога, након проласка кроз ваздух или течност, брзина се успорава, постајући мања него у вакууму. На пример, у разним резервоарима брзина кретања зрака је 0,75 од брзине у простору. Такође, са стандардним притиском од 1,01 бара, стопа успорава за 1,5-2%. То јест, под земаљским условима, брзина светлости варира у зависности од услова околине.
За такву појаву смислили су посебан концепт - рефракцију. То је, рефракција светлости. Широко се користи у разним проналасцима. На пример, рефрактор је телескоп са оптичким системом. Такође, уз помоћ тога креирају се и двоглед и друга опрема, чија је суштина употреба оптике.
Уопште, најмањи зрак се може преломити пролазећи кроз обичан ваздух. При проласку кроз посебно створено оптичко стакло брзина је приближно 195 хиљада километара у секунди. То је скоро 105 хиљада км / с мање од константе.
Најтачнија вредност брзине светлости
Физичари су током година стекли искуство у истраживању брзине светлосних зрака. Тренутно је најтачнија вредност брзине светлости 299.792 километара у секунди. Константа је успостављена 1933. године. Број је још увек релевантан.
Међутим, настале су додатне потешкоће у одређивању показатеља.То је било због грешке бројила. Сада сам мерач директно зависи од брзине светлости. То је једнака удаљеност коју зраци путују у одређеном броју секунди - 1 / брзини светлости.
Колика је брзина светлости у вакууму?
Пошто на светлост не утичу различити услови у вакууму, брзина се не мења као на Земљи. Брзина светлости у вакууму је 299,792 километара у секунди. Овај показатељ је граница. Верује се да се ништа на свету не може брже кретати, чак ни космичка тела која се крећу прилично брзо.
На пример, борац, Боеинг Кс-43, који прекорачује брзину звука за готово 10 пута (више од 11 хиљада км / х), лети спорије од снопа. Последњи се бржи од 96 хиљада километара на сат.
Како је измерена брзина светлости?
Први научници покушали су да мере ову вредност. Кориштене су различите методе. У доба антике људи су науку веровали да је бесконачно, па је немогуће измерити то. Ово мишљење је остало дуго времена, све до 16-17 века. Тих дана појавили су се други научници који су сугерисали да сноп има крај и да се та брзина може мерити.
Чувени астроном из Данске Олаф Роемер довео је знање о брзини светлости на нови ниво. Приметио је да помрачење Јупитеровог месеца касни. Раније нико није обраћао пажњу на то. Сходно томе, одлучио је израчунати брзину.
Изнио је приближну брзину, која је била једнака око 220 хиљада километара у секунди. Касније је научник из Енглеске Јамес Брадлеи преузео студију. Иако није био у праву, помало се приближио тренутним резултатима истраживања.
Након неког времена, већина научника постала је заинтересована за ову количину. У истраживању су учествовали научници из различитих земаља. Међутим, све до 70-их година 20. века није било велелепних открића. Од 1970-их, када су осмислили ласере и масере (квантне генераторе), научници су вршили истраживање и добили тачну брзину. Тренутна вредност је релевантна од 1983. године. Исправљене су само мале грешке.
Галилеово искуство
Научник из Италије изненадио је све истраживаче тих година једноставношћу и генијалношћу свог искуства. Успео је да измери брзину светлости помоћу обичних алата који су му били при руци.
Он и његов помоћник су се попели на суседна брда, рачунајући претходно удаљеност између њих. Узели су запаљене лампионе, опремили их амортизерима који отварају и затварају светла. Заузврат, отварајући и затварајући светло, покушали су да израчунају брзину светлости. Галилео и помоћник су унапред знали са којим кашњењем ће отворити и затворити светло. Када се један отвори, други чини исто.
Међутим, експеримент је био неуспешан. Да би то успело, научници би морали да стоје на милионима километара један од другог.
Искуство Ромера и Бредлија
Ова је студија већ укратко написана горе. Ово је једно од најпрогресивнијих искустава времена. Ромер је користио знање из астрономије за мерење брзине зрака. Догодило се то 76. године 17. века.
Истраживач је телескопом посматрао Ио (сателит Јупитера). Открио је следећи образац: што се више наша планета удаљава од Јупитера, веће је одлагање помрачења Ио-а. Највеће одлагање било је 21-22 минута.
Претпостављајући да се сателит одмиче на удаљености једнакој дужини пречника орбите, научник је раздаљио удаљеност по времену. Као резултат тога, добијао је 214 хиљада километара у секунди. Иако се ова студија сматра врло приближном, јер је удаљеност била приближна, приближила се тренутном показатељу.
У 18. веку, Јамес Брадлеи је допунио студију. Да би то учинио, користио је аберацију - промену положаја космичког тела услед кретања Земље око Сунца. Џејмс је измерио угао аберације и, знајући брзину наше планете, добио је вредност од 301 хиљаду километара у секунди.
Физеау Екпериенце
Истраживачи и обични људи били су скептични према искуствима Ромера и Јамеса Брадлеија. Упркос томе, резултати су били најближи истини и били су релевантни више од једног века. У 19. веку, Арман Физеау, научник из престонице Француске, Париза, допринео је мерењу ове количине. Користио је метод окретног затварача. Такође, као Галилео Галилеи са својим помоћником, Физеау није посматрао небеска тела, већ је истраживао у лабораторијским условима.
Принцип искуства је једноставан. Зрцало светлости било је циљано ка огледалу. Одражавајући се са њега, светлост је пролазила кроз зубе точка. Затим је ударио у другу рефлектирајућу површину, која се налазила на удаљености од 8,6 км. Точак се ротирао, повећавајући брзину, све док се греда није видела у следећем размаку. Након израчуна, научник је добио резултат од 313 хиљада км / с.
Касније је студију поновио француски физичар и астроном Леон Фоуцаулт, добивши резултат од 298 хиљада км / с. Најтачнији резултат у то време. Каснија мерења су извршена помоћу ласера и ласера.
Да ли је могућа суперлуминална брзина?
Постоје предмети бржи од светлости. На пример, сунчеве зраке, сенке, вибрације таласа. Иако теоретски могу да развију суперлуминалну брзину, енергија коју емитују неће се подударати са вектором њиховог кретања.
Ако сноп светлости прође, на пример, кроз стакло или воду, онда електрони могу да га претекну. Они нису ограничени у брзини кретања. Стога се у таквим условима светлост не креће брже од било кога.
Ова појава се назива Ефекат Вавилов-Черенков. Најчешће се налазе у дубоким резервоарима и реакторима.