Скорость света в вакууме
Ско́рость све́та в вакууме [Прим. 2] — абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн, в точности равная 299 792 458 м/с (или приблизительно 3×10 8 м/с). В физике традиционно обозначается латинской буквой « c » (произносится как «цэ»), от лат. celeritas (скорость).
Время распространения светового луча в масштабной модели Земля-Луна. Для преодоления расстояния от поверхности Земли до поверхности Луны свету требуется 1,255 с
Наиболее точное измерение скорости света 299 792 458 ± 1,2 м/с на основе эталонного метра было проведено в 1975 году [Прим. 3] .
На данный момент считают, что скорость света в вакууме — фундаментальная физическая постоянная, по определению, точно равная 299 792 458 м/с , или 1 079 252 848,8 км/ч . Точность значения связана с тем, что с 1983 года метр в Международной системе единиц (СИ) определён как расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды [11] .
В природе со скоростью света распространяются (в вакууме):
- собственно, видимый свет и другие виды электромагнитного излучения (радиоволны, рентгеновские лучи, гамма-кванты и др.). Законы Максвелла предскажут волны в пустоте со скоростью c = 1 / ϵ 0 μ 0 \mu _>>> , где ϵ 0 и μ 0 — электрическая и магнитная постоянные.
- предположительно — гравитационные волны (подтверждено с точностью от −3×10 −15 до +0,7×10 −15 , то есть совместимо с нулём в пределах погрешности [12] ).
Массивные частицы могут иметь скорость, приближающуюся почти вплотную к скорости света [Прим. 4] , но всё же не достигающую её точно. Например, околосветовую скорость, лишь на 3 м/сек меньше скорости света, имеют массивные частицы (протоны), полученные на ускорителе (Большой адронный коллайдер) или входящие в состав космических лучей. [ источник не указан 1527 дней ]
Скорость света в вакууме
Фундаментальная роль в физике [ | ]
Скорость, с которой световые волны распространяются в вакууме, не зависит ни от движения источника волн, ни от системы отсчёта наблюдателя [Прим. 6] . Эйнштейн постулировал такую инвариантность скорости света в 1905 году [15] . Он пришёл к этому выводу на основании теории электромагнетизма Максвелла и доказательства отсутствия светоносного эфира [16] .
Специальная теория относительности имеет много экспериментально проверенных последствий, которые противоречат интуиции [22] . Такие последствия включают: эквивалентность массы и энергии ( E 0 = m c 2 ) =mc^)> , сокращение длины (сокращение объектов во время движения) [Прим. 7] и замедление времени (движущиеся часы идут медленнее). Коэффициент γ , показывающий, во сколько раз сокращается длина и замедляется время, известен как фактор Лоренца (Лоренц-фактор)
Кроме того, считается, что скорость света изотропна, то есть не зависит от направления его распространения. Наблюдения за излучением ядерных энергетических переходов как функции от ориентации ядер в магнитном поле (эксперимент Гугса — Древера), а также вращающихся оптических резонаторов (эксперимент Майкельсона — Морли и его новые вариации), наложили жёсткие ограничения на возможность двусторонней анизотропии [33] [34] .
В ряде естественных систем единиц скорость света является единицей измерения скорости [35] . В планковской системе единиц, также относящейся к естественным системам, она служит в качестве единицы скорости и является одной из основных единиц системы.
Верхний предел скорости [ | ]
Задача обучения
- Максимально возможный показатель световой скорости – свет в вакууме (неизменная).
- С – символ световой скорости в вакууме. Достигает 299 792 458 м/с.
- Когда свет попадает в среду, его скорость замедляется из-за преломления. Вычисляется по формуле v = c/n.
Скорость света выступает точкой сравнения, чтобы определить что-то как чрезвычайно быстрое. Но что это такое?
Световой пучок перемещается от Земли к Луне за временной промежуток, требуемый для прохождения светового импульса – 1.255 с на средней орбитальной дистанции
Ответ простой: речь идет о скорости фотона и легких частиц. Чему ровна скорость света? Световая скорость в вакууме достигает 299 792 458 м/с. Это универсальная постоянная, применимая в различных областях физики.
Возьмем уравнение E = mc 2 (E – энергия и m – масса). Это эквивалент массы-энергии, использующий световую скорость, чтобы связать пространство и время. Здесь можно отыскать не только объяснение для энергии, но выявить препятствия для скорости.
Скорость волны света в вакууме активно используют для различных целей. Например, в специальной теории относительности указывается, что это естественный скоростной предел. Но мы знаем, что скорость зависит от среды и преломления:
v = c/n (v – действительная скорость света, проходящего сквозь среду, c – скорость света в вакууме и n – показатель преломления). Показатель преломления воздуха – 1.0003, а скорость видимого света на 90 км/с медленнее с.
Теория Относительности в понятном изложении. Часть 1: evalinger — ЖЖ
История изучения вопроса
В древние времена, как ни удивительно, еще античные мыслители задавались вопросом распространения света в нашей вселенной. Тогда считалось, что это бесконечная величина. Первую оценку физическому явлению скорости света дал Олаф Ремер лишь в 1676 г. Согласно его расчетам распространение света составляло примерно 220 тысяч км/с.
Обратите внимание! Олаф Ремер дал приблизительное значение, но, как в последствии выяснилось, не очень отдаленное от реального.
Правильное значение скоростного показателя, с которым продвигается свет в вакууме, было определенно только через полвека после Олафа Ремера. Это смог сделать французский физик А.И.Л. Физо, проведя особый эксперимент.
Он смог измерить это физическое явление путем измерения времени, за которое луч прошел определенный и точно измеренный участок.
Опыт имел следующий вид:
- источник S испускал световой поток;
- он отражался от зеркала (3);
- после этого световой поток прерывался при помощи зубчатого диска (2);
- затем оно проходил базу, расстояние которого равнялось 8 км;
- после этого световой поток отражался зеркалом (1) и отправлялся в обратный путь к диску.
Что не так со Скоростью Света? Главная ложь теории относительности ← Hodor
Почему нельзя двигаться быстрее света
После многочисленных исследований, которые приводились с целью определения точного значения, чему равно СРС, были получены конкретные цифры. На сегодняшний день с = 1 079 252 848,8 километров/час или 299 792 458 м/c. а в планковских единицах данный параметр определяется как единица. Это означает, что энергия света за 1 единицу планковского времени проходит 1 планковскую единицу длины.
Обратите внимание! Эти цифры справедливы только для условий, которые имеются в вакууме.
Обратите внимание! Максимальная скорость, приближенная к световой, была получена при исследовании космических лучей, разгоняемых в специальных ускорителях.
Стоит отметить, что эта физическая константа зависит от того, в какой среде она измеряется, а именно от показателя преломления. Поэтому ее реальный показатель может разниться в зависимости от частот.
