masterok
Для начала напомним основные аспекты, относящиеся к проблеме скорости света.
Наиболее сложным оказалось, как и следовало ожидать, примирить тахионную гипотезу с законом причинности. Попытки, предпринимавшиеся в этом направлении, хотя и были достаточно остроумными, не привели к явному успеху. Экспериментально зарегистриро вать тахионы также никому не удалось. В итоге интерес к тахионам как к сверхсветовым элементарным частицам постепенно сошел на нет.
Однако в 60-х же годах было экспериментально обнаружено явление, поначалу приведшее физиков в замешательство. Об этом подробно рассказано в статье А. Н. Ораевского «Сверхсветовые волны в усиливающих средах» (УФН № 12, 1998 г.). Здесь мы кратко приведем суть дела, отсылая читателя, интересующегося подробностями, к указанной статье.
Оправившись от первого шока, физики стали искать причину столь неожиданного результата. Ни у кого не возникло даже малейшего сомнения в принципах специальной теории относительности, и именно это помогло найти правильное объяснение: если принципы СТО сохраняются, то ответ следует искать в свойствах усиливающей среды.
Таким образом, в то время как в обычных средах всегда происходит ослабление света и уменьшение его скорости, определяемое показателем преломления, в активных лазерных средах наблюдается не только усиление света, но и распространение импульса со сверхсветовой скоростью.
В июне 1998 года в КЈльне состоялся международный симпозиум по проблемам сверхсветовых движений, где обсуждались результаты, полученные в четырех лабораториях — в Беркли, Вене, КЈльне и во Флоренции.
Сообщение Л. Вонга вызвало интенсивное обсуждение в кругу физиков, большинство которых не склонны видеть в полученных результатах нарушение принципов относительно сти. Задача состоит в том, полагают они, чтобы правильно объяснить этот эксперимент.
Судя по развернувшейся дискуссии, точное объяснение еще не найдено, но несомненно, что здесь играют роль необычные дисперсионные свойства среды: пары цезия, состоящие из возбужденных лазерным светом атомов, представляют собой среду с аномальной дисперсией. Напомним кратко, что это такое.
Световой импульс состоит из множества составляющих с различными длинами волн (частотами). На рисунке показаны три из этих составляющих (волны 1-3). В некоторой точке все три волны находятся в фазе (их максимумы совпадают); здесь они, складываясь, усиливают друг друга и образуют импульс. По мере дальнейшего распространения в пространстве волны расфазируются и тем самым «гасят» друг друга.
В области аномальной дисперсии (внутри цезиевой ячейки) волна, которая была короче (волна 1), становится длиннее. И наоборот, волна, бывшая самой длинной из трех (волна 3), становится самой короткой.
Следовательно, соответственно меняются и фазы волн. Когда волны прошли через цезиевую ячейку, их волновые фронты восстанавливаются. Претерпев необычную фазовую модуляцию в веществе с аномальной дисперсией, три рассматриваемые волны вновь оказываются в фазе в некоторой точке. Здесь они снова складываются и образуют импульс точно такой же формы, как и входящий в цезиевую среду.
Преломление света. Закон преломления света | Физика
С Какой Скоростью Распространяется Свет в Вакууме
Древние не мыслили себе мироздания без эфира. И не только древние. Вплоть до создания А. Эйнштейном специальной теории относительности (СТО) в 1905 г. считалось, что пространство между атомами заполняет эфир. Вопросом о том, каков на самом деле эфир, в ту пору не задавались. Считалось, что эфир обладает упругостью и в нём могут распространяться волны
Чтобы подтвердить сказанное, приведу фрагмент лекции по физике, подготовленной для абитуриентов центром довузовской подготовки Томского политехнического университета:
Этот фрагмент есть образец того, как учить мыслить неправильно. Ток смещения образуется связанными зарядами (диполями), которые в электрическом поле ориентируются соответствующим образом (рис. 1).
Если между обкладками конденсатора помещён диэлектрик, то в нём есть связанные заряды. Образуется ток смещения и конденсатор будет работоспособен (рис. 2)
Если между обкладками конденсатора мы не видим диэлектрика, но конденсатор всё же работоспособен, то следует задаться вопросом «что там за невидимые связанные заряды?», а не ограничиваться замечанием «название Максвелла «ток смещения» — не совсем удачное».
Таким образом, сейчас уже основной аргумент за отказ от эфира отпал. Но тут вступил в действие «человеческий фактор». Дальше цитирую, потому что лучше, чем сказано, не скажешь:
И в силу человеческого фактора «правильные» физики, взращённые на СТО и ОТО, продолжают отрицать эфир.
Во-первых, известно, что при облучении вакуума энергичными гамма-квантами из него могут быть выбиты пары масс двух частиц — электрона и позитрона (рис. 3).
Во-вторых, известно, что конденсатор без прокладки, помещённый в глубокий вакуум, остаётся работоспособным. Значит вакуум заполнен диполями, То есть в вакууме находятся в связанном состоянии электрические заряды (+) и (-) всех известных частиц и античастиц. Потому что только связанные заряды, способны создавать токи смещения, которые и делают конденсатор работоспособным.
Вследствие поляризации диполей, заряды, заполняющие вакуум, выстроятся в кубическую кристаллическую решётку (рис. 4).
Крупный черный кружок — электрон, маленький красный кружок — центр колебаний электрона, красная горизонтальная линия — направление распространения волны, чёрные кружки — заряды (-), светлые кружки -заряды (+). Амплитуда колебаний связанных зарядов — Δr, расстояние между зарядами — re.
Замечание 1. Разумеется, расстояния на рисунке искажены, на самом деле Δr -12 м. Длина стороны решётки re= 1.3987631·10 -15 м. Таким образом, длина волны λ охватывает 861 расстояний в решетке среды. Строение вакуума на расстояниях, равных 861 единиц длины стороны куба, становится изотропным, безразличным к направлению распространения света.
Распространение света в вакууме космоса
Чему равен 1 световой год в километрах
Для расчета величины чему один световой год равен в километрах необходимо выяснить, сколько в земном году часов. Так как все годы на самом деле равны и имеют 365,25 суток (приблизительно), умножим 365,25 на 24 часа. Результат – 8766 часов.
Теперь остается только умножить скорость света, измеряемую в км/ч на 8766 часов. Получается 9,46 триллионов км. То есть для преодоления такого расстояния, двигаясь с постоянной скоростью 100 км/ч, понадобится около 11 миллионов лет, а со скоростью движения МКС (8 км/с) для преодоления 1 светового года понадобится 37,5 тысяч лет.
Примерно столько же, согласно археологическим данным, существует человек современного типа.
- 1 световая секунда – 299 792,458 км;
- минута – 17 987 547,48 км;
- час – 1 079 252 848,8 км;
- сутки – 25 902 068 371,2 км;
- неделя – 181 314 478 598,4 км;
- месяц – 788 394 206 048,4 км.
Иногда встречается вопрос – сколько земных лет в световом году? Разумеется, нисколько, так как земной год – это отрезок времени, а световой – единица измерения расстояния.
Можно посчитать, за сколько лет наша планета проходит по орбите вокруг Солнца расстояние, равное 1 световому году, продолжая двигаться со средней скоростью 29, 765 км/с. Получится, что такое прохождение займет около 10 тысяч лет.
Но нельзя сказать, что столько земных лет в одном световом, по упомянутой выше причине.
Примеры задач
Если бы электроны двигались в проводах со скоростью света
Представим, что скорость электронов в проводнике все-таки близка к световой. В этом случае современная энергетика была бы невозможна в привычном для нас виде. Если бы электроны двигались по проводам, пролетая 300 000 километров в секунду, пришлось бы решать очень сложные технические задачи.
К счастью элементарные частицы предвигаются гораздо медленнее и для передачи энергии на дальние расстояния вполне пригодны неизолированные алюминиевые провода для ЛЭП
Надеемся, что ознакомившись с этим обзором, вы нашли ответ на вопрос почему ток не бежит по кабелям со скоростью света и вспомнили кое-что из школьного курса физики, а это, согласитесь, крайне полезно в любом возрасте.
