Izpeljava formule za svetlobno hitrost. Pomeni in koncept

Kazalo:

Izpeljava formule za svetlobno hitrost. Pomeni in koncept
Izpeljava formule za svetlobno hitrost. Pomeni in koncept
Anonim

Že od šolskih dni vemo, da je hitrost svetlobe po Einsteinovih zakonih nepremostljiv maksimum v vesolju. Svetloba potuje od Sonca do Zemlje v 8 minutah, kar je približno 150.000.000 km. Do Neptuna je potrebnih le 6 ur, vendar so potrebna desetletja, da vesoljska plovila premagajo takšne razdalje. Vendar vsi ne vedo, da se lahko vrednost hitrosti močno razlikuje glede na medij, v katerem prehaja svetloba.

Formula za svetlobno hitrost

Če poznamo hitrost svetlobe v vakuumu (c ≈ 3108 m/s), jo lahko določimo v drugih medijih glede na njihov lomni količnik n. Sama formula za svetlobno hitrost je podobna zakonom mehanike iz fizike, oziroma definiciji razdalje z uporabo časa in hitrosti predmeta.

formula za svetlobno hitrost
formula za svetlobno hitrost

Na primer vzamemo steklo, katerega lomni količnik je 1,5. Po formuli za hitrost svetlobe, v=c / n, dobimo, da je hitrost v tem mediju približno 200.000 km/s. Če vzamemo tekočino, kot je voda, potem je hitrost širjenja fotonov (delcev svetlobe) v njej 226.000 km/s z lomnim količnikom 1,33.

Formula za hitrost svetlobe v zraku

Zrak je tudi medij. Zato ima tako imenovano optično gostoto. Če v vakuumu fotoni na svoji poti ne naletijo na ovire, potem v mediju nekaj časa porabijo za vzbujanje atomskih delcev. Gostejše kot je okolje, več časa je potrebno za to razburjenje. Lomni količnik (n) v zraku je 1,000292. In to ni daleč od meje 299,792,458 m/s.

Formula hitrosti svetlobe v zraku
Formula hitrosti svetlobe v zraku

Ameriškim znanstvenikom je uspelo upočasniti hitrost svetlobe na skoraj nič. Več kot 1/299,792,458 sek. svetlobne hitrosti ni mogoče premagati. Stvar je v tem, da je svetloba enako elektromagnetno valovanje kot rentgenski žarki, radijski valovi ali toplota. Edina razlika je razlika med valovno dolžino in frekvenco.

Zanimivo dejstvo je odsotnost mase v fotonu, kar kaže na odsotnost časa za ta delec. Preprosto povedano, za foton, ki se je rodil pred več milijoni ali celo milijardami let, ni minila niti sekunda časa.

Priporočena: