Скоростта на светлината

Скоростта на светлината

Скоростта на светлината се нарича разстоянието, което светлината изминава за единица време. Тази стойност зависи от материала, в който светлината се разпространява.

В скоростта на вакуум светлина, равна на 299,792,458 метра / секунда. Това е най-високата скорост, която може да бъде постигната. При решаването на проблеми, които не се изисква голяма прецизност, тази стойност е взета равна на 300000000 м / сек. Предполага се, че скоростта на светлината във вакуум подлежи на всички типове електромагнитно лъчение: радиовълни, инфрачервена, видима светлина, ултравиолетова радиация, рентгенови лъчи, гама лъчи. Определят го като буквата S.

Как да се определи скоростта на светлината

В древни времена, учените смятат, че скоростта на светлината е безкраен. По-късно в научна среда, започна дискусията по този въпрос. Кеплер, Декарт и Ферма са в съгласие със становището на древните учени. А Галилей и Хук смята, че, въпреки че скоростта на светлината е много висока, но все пак го има крайна величина.

Един от първите скорост се опитах да се измери светлината италиански учен Галилео Галилей. По време на експеримента, той и неговият помощник са на различни хълмове. Галилео отваря затвора фенерчето си. В този момент, когато асистентът видяха светлината, той трябваше да изпълнява едно и също действие със своя фенер. Времето, за което по пътя на светлината предава на помощник Galileo и обратно, е толкова кратък, че Галилео разбра, че скоростта на светлината е много голям, а в такъв кратък период от разстояние не може да се измери, тъй като светлината се разпространява почти мигновено. А ги фиксира време показва само скоростта на човешка реакция.

За първи път със скоростта на светлината е в състояние да определи през 1676 датския астроном Олаф Roemer използване астрономически разстояния. Наблюдавайки Юпитер през сателит затъмнение телескоп Йо, се установи, че като разстоянието от Земята Юпитер всяка следваща затъмнение настъпва по-късно от предназначение. Максималното закъснение, когато земята се движи от другата страна на слънцето и се отстранява от Юпитер на разстояние, равно на диаметъра на орбитата на Земята е 22 часа. Въпреки, че по това време на точния диаметър на Земята не е било известно, ученият сподели приблизителната му стойност за 22 часа, до получаване на стойност от около 220 000 km / сек.

Резултатите, получени от Рьомер, причинени недоверие учени. Въпреки това, през 1849 г., Френската физика Иполит Fizeau измерва скоростта на светлината от ротационното затвора. В опита си от източника на светлина преминава между зъбите на въртящото се колело и насочено към огледалото. Отразена от него, той се върна. повишена скорост на въртене на колелото. Когато достигне определен определена стойност, лъчът, отразена от огледалото, за да преместите задържан зъба, и наблюдател в този момент не виждам нищо.

Fizeau изчислява скоростта на светлината, както следва. светлина път L възлиза от колелото на огледало за време, равно на t1 = 2 L / C. Времето, през което колелото прави завой и половина слота, равни t2 = T / 2N. където Т - период на въртене на колелото, N - брой на зъбите. Скорост на V = 1 / T. В момента, когато наблюдателят вижда светлината настъпва при t1 = t2. Следователно, ние се получи формула за определяне на скоростта на светлината:

Извършване на изчисленията съгласно тази формула, Fizeau определя, че С = 313000000 м / сек. Този резултат е много по-точни.

Иполит Fizeau

През 1838 г. френският физик и астроном Dominik Fransua Жан Араго препоръчва да се използва за изчисляване на скоростта на светлината метод на въртящи огледала. Тази идея се прилага на практика, френски физик, механичен и астроном Леон Фуко, получени в 1862грам. Скоростта на светлината (298 000 000 500 000 ±) м / сек.

Dominik Fransua Жан Араго

През 1891 г. в резултат на американския астроном Саймън Нюком се оказа на порядък по-точни резултати Фуко. В резултат на изчисленията = (99810000 ± 50 000) м / сек.

Най-точното измерване е извършена през 1975 г. През същата година, на Генералната конференция по мерки и теглилки препоръчва да се помисли за скоростта на светлината, равна на 299 792 458 ± 1,2 м / сек.

От това, което зависи от скоростта на светлината

Скоростта на светлината във вакуум е независим от референтната система или на позицията на наблюдателя. Той остава постоянна, равна на 299 792 458 ± 1,2 м / сек. Но в различни прозрачни медии, тази скорост ще бъде по-ниска от скоростта му във вакуум. Всяко прозрачен среда има оптична плътност. И колкото по-висока е тя, толкова по-малко скорост се разпространява в него светлина. Например, скоростта на светлината във въздуха над скоростта му във водата и за почистване по-малко от вода.

Когато светлината преминава от по-малко плътна среда за по-плътен, скоростта му намалява. Ако преход възниква от по-плътна среда в по-малка плътност, скоростта напротив, се увеличава. Това обяснява защо светлинния лъч се отклонява в интерфейса на двете медии.