Viteza luminii

Viteza luminii

Viteza luminii se numește distanța pe care lumina se deplasează pe unitatea de timp. Această valoare depinde de materialul din care se propagă lumina.

În viteza de vid a luminii egală cu 299,792,458 metri / secundă. Aceasta este cea mai mare viteză, care poate fi atins. Atunci când rezolvarea problemelor care nu necesită o mare precizie, această valoare este luată egală cu 300000000 m / s. Se presupune că viteza luminii în vid este supusă tuturor tipurilor de radiații electromagnetice: unde radio, infraroșu, lumina vizibilă, radiațiile ultraviolete, razele X, razele gamma. Desemnați prin litera S.

Cum de a determina viteza luminii

În cele mai vechi timpuri, oamenii de știință au crezut că viteza luminii este infinită. Mai târziu, într-un mediu științific, a început discuția cu privire la această problemă. Kepler, Descartes și Fermat au fost în acord cu opinia invatatilor antici. Un Galileo și Hooke crezut că, deși viteza luminii este foarte mare, dar are o valoare finită.

Una dintre prima viteză este încercat să măsoare lumina om de știință italian Galileo Galiley. În timpul experimentului, el și asistentul său au fost pe diferite dealuri. Galileo se deschide obturatorul lanterna. La acel moment, atunci când asistentul a văzut lumina, el a trebuit să efectueze aceeași acțiune cu felinarul. Timpul pentru care calea luminii transmise către asistentul Galileo și înapoi, a fost atât de scurt încât Galileo a dat seama că viteza luminii este foarte mare, iar la o astfel de distanță scurtă nu poate fi măsurată, deoarece lumina se propagă aproape instantaneu. Un timp le fix arată doar viteza de reacție umană.

Pentru prima dată, viteza luminii a fost în măsură să determine în 1676 astronomul danez Olaf Roemer folosind distanțe astronomice. Observarea Jupiter prin telescop eclipsa satelit Io, se constată că, distanța de la pământ Jupiter fiecare eclipsă ulterioară apare mai târziu intenționat. Întârzierea maximă când Pământul se deplasează în cealaltă parte a soarelui și este îndepărtat de Jupiter o distanță egală cu diametrul orbitei Pământului este de 22 de ore. Deși la acel moment diametrul exact al Pământului nu era cunoscut, omul de știință împărtășit valoarea lui aproximativă de 22 de ore, și a obținut o valoare de aproximativ 220 000 km / s.

Rezultatul obținut prin Römer a provocat oamenii de știință neîncredere. Cu toate acestea, în 1849, fizicianul francez Hippolyte Fizeau măsurat viteza luminii de obturator rotativ. În experiența sa de la sursa de lumină trece între dinții roții de rotație și îndreptată spre oglinda. Reflectata de la ea, a venit înapoi. Viteza de rotație a roții a crescut. Când se ajunge la o anumită valoare certă, fasciculul reflectat de oglinda pentru a muta dintele reținut, și un observator în acest moment nu a văzut nimic.

Fizeau calculat viteza luminii, după cum urmează. Calea luminii L se extinde de la roata la o oglindă pentru un timp egal cu t1 = 2L / c. Timp în care roata face un viraj la sloturi ½ egal cu t2 = T / 2N. în cazul în care T - perioada de rotație al roții, N - numărul de dinți. Viteza de rotație v = 1 / T. Momentul în care observatorul vede lumina are loc la t1 = t2. Prin urmare, obținem o formulă pentru determinarea vitezei luminii:

Efectuarea calculelor în conformitate cu această formulă, Fizeau determinat ca C = 313000000 m / s. Acest rezultat a fost mult mai precise.

Hippolyte Fizeau

În 1838, fizicianul și astronomul francez Dominik Fransua Jean Arago a sugerat să fie utilizate pentru a calcula viteza luminii metoda de oglinzi rotative. Această idee a fost pusă în practică, un fizician francez, mecanic si astronom Léon Foucault, a primit în 1862 g. Viteza luminii (298 000 000 ± 500 000) m / s.

Dominik Fransua Jean Arago

În 1891, rezultatul astronomul american Simon Newcomb sa dovedit a fi un ordin de mărime rezultate mai precise Foucault. Ca rezultat al = sale calcule (99810000 ± 50 000) m / s.

Măsurarea mai precisă a fost realizată în 1975. În același an, Conferința generală privind greutățile și măsurile recomandate să ia în considerare viteza luminii egală cu 299 792 458 ± 1,2 m / s.

Din ceea ce depinde de viteza luminii

Viteza luminii în vid este independentă de sistemul de referință sau a poziției observatorului. Ea rămâne constantă, egală cu 299 792 458 ± 1,2 m / s. Dar, în diverse medii transparente, această viteză va fi mai mică decât viteza sa în vid. Orice mediu transparent are o densitate optică. Și cu cât este, cu atât mai puțin viteza este distribuită în aceasta lumina. De exemplu, viteza luminii în aer de mai sus viteza sa în apă și curățați lentilele în mai puțin de apă.

Când lumina trece dintr-un mediu mai puțin dens pentru o mai dens, viteza sa scade. În cazul în care are loc o tranziție de la un mediu mai dens la o mai puțin dens, viteza dimpotrivă, a crescut. Acest lucru explică de ce fasciculul de lumină este deviat la interfața a două medii.