СОДЕРЖАНИЕ
Лоренц — фактор γ в зависимости от скорости. Он начинается с 1 и приближается к бесконечности, когда v приближается к c .
Обычно предполагается, что фундаментальные константы, такие как c, имеют одинаковое значение в пространстве-времени, что означает, что они не зависят от местоположения и не меняются со временем. Однако в различных теориях предполагалось, что скорость света могла со временем измениться . Не было найдено убедительных доказательств таких изменений, но они остаются предметом текущих исследований.
Также обычно предполагается, что скорость света изотропна , что означает, что она имеет одно и то же значение независимо от направления, в котором она измеряется. Наблюдения за излучением ядерных уровней энергии в зависимости от ориентации излучающих ядер в магнитном поле (см. Эксперимент Хьюза-Древера ) и вращающихся оптических резонаторов (см. Эксперименты с резонаторами ) наложили строгие ограничения на возможные двусторонние анизотропия .
Верхний предел скорости
Событие A предшествует B в красной рамке, одновременно с B в зеленой рамке и следует за B в синей рамке.
| Галилей , крытые фонари | неубедительный | ||
| Академия дель Чименто , крытые фонари | неубедительный | ||
| 1675 | Рёмер и Гюйгенс , спутники Юпитера | 220 000 | ‒27% погрешность |
| 1729 г. | Джеймс Брэдли , аберрация света | 301 000 | + Ошибка 0,40% |
| 1849 г. | Ипполит Физо , зубчатое колесо | 315 000 | + 5,1% ошибка |
| 1862 г. | Леон Фуко , вращающееся зеркало | 298 000 ± 500 | 0,60% погрешности |
| 1907 г. | Роза и Дорси, константы EM | 299 710 ± 30 | ‒280 ppm ошибка |
| 1926 г. | Альберт А. Михельсон , вращающееся зеркало | 299 796 ± 4 | +12 ppm ошибка |
| 1950 | Эссен и Гордон-Смит , объемный резонатор | 299 792 0,5 ± 3,0 | +0,14 ppm ошибка |
| 1958 г. | К.Д. Фрум, радиоинтерферометрия | 299 792 0,50 ± 0,10 | +0,14 ppm ошибка |
| 1972 г. | Эвенсон и др. , лазерная интерферометрия | 299 792 0,4562 ± 0,0011 | 0,006 ppm ошибка |
| 1983 г. | 17-я CGPM, определение счетчика | 299 792 .458 (точный) | точно, как определено |
Постоянна ли скорость света?
Наблюдения и эксперименты со сверхсветовой скоростью
Скорость изменения расстояния между двумя объектами в системе отсчета, относительно которой оба движутся (их скорость приближения ), может иметь значение, превышающее c . Однако это не отражает скорость какого-либо отдельного объекта, измеренную в одном инерциальном кадре.
Другой квантовый эффект, который предсказывает возникновение скоростей, превышающих скорость света, называется эффектом Хартмана : при определенных условиях время, необходимое виртуальной частице для туннелирования через барьер, постоянно, независимо от толщины барьера. Это может привести к тому, что виртуальная частица пересечет большой промежуток быстрее света. Однако с помощью этого эффекта нельзя отправлять информацию.
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ
1. На рисунке изображены точечный источник света \( L \) , предмет \( K \) и экран, на котором получают тень от предмета. При мере удаления предмета от источника света и приближения его к экрану (см. рисунок)
1) размеры тени будут уменьшаться
2) размеры тени будут увеличиваться
3) границы тени будут размываться
4) границы тени будут становиться более чёткими
2. Размеры изображения предмета в плоском зеркале
1) больше размеров предмета
2) равны размерам предмета
3) меньше размеров предмета
4) больше, равны или меньше размеров предмета в зависимости от расстояния между предметом и зеркалом
3. Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим лучом и отражённым увеличили на 30°. Угол между зеркалом и отражённым лучом
1) увеличился на 30°
2) увеличился на 15°
3) уменьшился на 30°
4) уменьшился на 15°
4. Какое из изображений — А, Б, В или Г — соответствует предмету MN, находящемуся перед зеркалом?
5. Предмет, расположенный перед плоским зеркалом, приблизили к нему на 5 см. Как изменилось расстояние между предметом и его изображением?
1) увеличилось на 5 см
2) уменьшилось на 5 см
3) увеличилось на 10 см
4) уменьшилось на 10 см
6. Предмет, расположенный перед плоским зеркалом, удалили от него так, что расстояние между предметом и его изображением увеличилось в 2 раза. Во сколько раз увеличилось расстояние между предметом и зеркалом?
7. Чему равен угол падения луча на границе вода — воздух, если известно, что угол преломления равен углу падения?
8. Луч света переходит из стекла в воздух, преломляясь на границе раздела двух сред. Какое из направлений 1-4 соответствует преломлённому лучу?
9. Свет распространяется из масла в воздух, преломляясь на границе раздела этих сред. Па каком рисунке правильно представлены падающий и преломлённый лучи?
10. Световой луч падает на границу раздела двух сред. Скорость света во второй среде
1) равна скорости света в первой среде
2) больше скорости света в первой среде
3) меньше скорости света в первой среде
4) используя один луч, нельзя дать точный
11. Для каждого примера из первого столбца подберите соответствующее физическое явление из второго столбца. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Скорость света – скорость распространения электромагнитных волн в вакууме. Она обозначается латинской буквой c. Скорость света равняется приблизительно 300 000 000 м/с.
Закон прямолинейного распространения света. Закон отражения света. Плоское зеркало. Преломление света – FIZI4KA
- если свет переходит из среды оптически менее плотной в среду оптически более плотную, то угол преломления меньше угла падения \( (\gamma <\alpha) \) ;
- если свет переходит из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную, то угол преломления больше угла падения \( (\gamma>\alpha) \) ;
- лучи падающий и преломлённый, а также перпендикуляр, восставленный к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости.
Постоянно ли c, то есть, скорость света в вакууме?
В 1983 г. на Генеральной конференции мер и весов было принято следующее определение метра в системе единиц СИ (Система Интернациональная):
Метр есть расстояние, проходимое светом в вакууме за время в 1/299 792 458 секунды.
Это привело к тому, что скорость света стала равна в точности 299 792 458 метров в секунду. И, таким образом, ответ на вопрос, постоянно ли c, становится простым до чрезвычайности: да, c постоянно по определению!
В любом случае, опыт достаточно хорошо убеждает нас, что эти величины не изменялись на протяжении большей части жизни Вселенной.
[Кстати, постоянная тонкой структуры изменяется в зависимости от масштабов энергий, но здесь шла речь о ее низкоэнергетичном пределе]
Электромагнитные константы
Примеры расчета длины волны для звуковых, электромагнитных и радиоволн
Задача №1
Скорость звука в воде 1450 м/с. На каком расстоянии находятся ближайшие точки, совершающие колебания в противоположных фазах, если частота колебаний равна 725 Гц?
Задача №2
Мимо неподвижного наблюдателя, стоящего на берегу озера, за 6 с. прошло 4 гребня волны. Расстояние между первым и третьим гребнями равно 12 м. Определить период колебания частиц волны, скорость распространения и длину волны.
Задача №3
Голосовые связки певца, поющего тенором (высоким мужским голосом), колеблются с частотой от 130 до 520 Гц. Определите максимальную и минимальную длину излучаемой звуковой волны в воздухе. Скорость звука в воздухе 330 м/с.
