Du har sikkert hørt mere end én gang, at lysets hastighed er den hurtigste i hele universet. En lang række teorier i fysik gør brug af lysets hastighed. Det er et mål etableret af det videnskabelige samfund, der har hjulpet os fra fysik og astronomi.
I denne artikel vil vi fortælle dig alt, hvad du behøver at vide om lysets hastighed, dets historie, egenskaber og hvad det er til.
Hvad er lysets hastighed
Lysets hastighed er en måling, der er foreskrevet af det videnskabelige samfund og er i almindelig brug inden for fysiske og astronomiske videnskaber. Lysets hastighed repræsenterer den afstand, lyset tilbagelægger i tidsenhed.
At forstå himmellegemer, hvordan de opfører sig, hvordan elektromagnetisk stråling transmitteres, og hvordan lys opfattes af det menneskelige øje er afgørende for at studere himmellegemer.
Hvis vi kender afstanden, kan vi se, hvor lang tid det tager lys at rejse. For eksempel tager lyset fra solen omkring 8 minutter og 19 sekunder at nå Jorden. Lysets hastighed betragtes som en universel konstant, invariant i tid og fysisk rum. Den har en værdi på 299.792.458 meter i sekundet, eller 1.080 millioner kilometer i timen.
Denne hastighed er relateret til lysåret, en længdeenhed, der er meget brugt i astronomi, som er den afstand, lyset tilbagelægger på et år. Lysets hastighed, som vi introducerer, er dets hastighed i et vakuum. Men lys bevæger sig gennem andre medier, såsom vand, glas eller luft. Dets transmission afhænger af mediets bestemte egenskaber, såsom permittivitet, magnetisk permeabilitet og andre elektromagnetiske egenskaber. Så er der fysiske regioner, der elektromagnetisk lette dens transportabilitet og andre, der hindrer den.
At forstå lysets opførsel er vigtigt ikke kun for studiet af astronomi, men også for at forstå fysikken involveret i ting som satellitter, der kredser om Jorden.
Nogle historie
Grækerne var de første til at nedskrive oprindelsen af lys, som de mente udgik fra genstande, før menneskesyn blev udsendt for at fange det. Lys blev først antaget at rejse i det XNUMX. århundrede, men snarere som et forbigående fænomen. Dette ændrede sig dog efter at formørkelsen blev observeret. For nylig udførte Galileo Galilei visse eksperimenter, der satte spørgsmålstegn ved "øjeblikkeligheden" af den afstand, som lyset rejste.
Forskellige videnskabsmænd udførte forskellige eksperimenter, nogle heldige og nogle ikke, men i denne tidlige videnskabelige æra forfulgte alle disse fysikstudier målet om at måle lysets hastighed, selvom deres instrumenter og metoder var unøjagtige, og de primære var komplicerede. Galileo Galilei var den første til at udføre eksperimenter for at måle dette fænomen, men han fik ikke resultater, der ville hjælpe med at beregne lysets transittid.
Ole Roemer gjorde det første forsøg på at måle lysets hastighed i 1676 med relativ succes. Ved at studere planeterne opdagede Roemer fra Jordens skygge reflekteret fra Jupiters krop, at tiden mellem formørkelserne blev kortere, efterhånden som afstanden fra Jorden blev mindre, og omvendt. Den opnåede en værdi på 214.000 kilometer i sekundet, et acceptabelt tal givet det præcisionsniveau, hvormed planetafstande kunne måles på det tidspunkt.
Så, i 1728, studerede James Bradley også lysets hastighed, men ved at observere ændringer i stjernerne opdagede han forskydningen forbundet med Jordens bevægelse omkring solen, hvorfra han udledte en værdi på 301.000 kilometer i sekundet.
Forskellige metoder er blevet brugt til at forbedre målenøjagtigheden, for eksempel i 1958 videnskabsmanden Froome brugte et mikrobølgeinterferometer til at opnå en værdi på 299.792,5 kilometer i sekundet, hvilket er det mest nøjagtige. Fra 1970 forbedredes kvaliteten af målingerne kvalitativt med udviklingen af laserapparater med større kapacitet og større stabilitet og med brugen af cæsiumure til at forbedre målingernes præcision.
Her ser vi lysets hastighed i forskellige medier:
- Tom – 300.000 km/s
- Luft – 2999,920 km/s
- Vand – 225.564 km/s
- Ethanol – 220.588 km/s
- Kvarts – 205.479 km/s
- Crystal Crown – 197,368 km/s
- Flintkrystal: 186,335 km/s
- Diamant – 123,967 km/s
Hvad nytter det at kende lysets hastighed?
I fysik bruges lysets hastighed som en grundlæggende reference til at måle og sammenligne hastigheder i universet. er den hastighed, hvormed den forplanter sig elektromagnetisk stråling, herunder synligt lys, radiobølger, røntgenstråler og gammastråler. Evnen til at kvantificere denne hastighed giver os mulighed for at beregne afstande og tider i kosmos.
Et vigtigt eksempel på, hvordan lysets hastighed bruges i fysik, er i studiet af stjerner. Fordi stjernelys tager en begrænset mængde tid at nå Jorden, når vi ser på en stjerne, ser vi ind i fortiden. Jo længere væk en stjerne er, jo længere tid har det taget dens lys at nå os. Denne egenskab giver os mulighed for at undersøge universet på forskellige tidspunkter i dets historie, da vi kan analysere lyset fra stjerner, der blev dannet for millioner eller endda milliarder af år siden.
I astronomi er lysets hastighed afgørende for at beregne afstande i kosmos. Lys bevæger sig med en konstant hastighed på cirka 299,792,458 meter i sekundet i et vakuum. Dette giver os mulighed for at måle afstandene til fjerne stjerner og galakser ved hjælp af begrebet lysår. Et lysår er den afstand, som lyset rejser på et år, og er lig med cirka 9,461 billioner kilometer. Ved hjælp af denne måleenhed kan astronomer bestemme afstanden til fjerne astronomiske objekter og bedre forstå universets struktur og skala.
Også lysets hastighed er relateret til Albert Einsteins relativitetsteori. Ifølge denne teori er lysets hastighed konstant i alle referencerammer, hvilket har vigtige implikationer for den måde, vi forstår tid og rum på. Einsteins særlige og generelle relativitetsteori har revolutioneret vores forståelse af universet og har ført til udviklingen af teknologier som GPS.
Jeg håber, at du med denne information kan lære mere om lysets hastighed og dens egenskaber.