Bizonyára nem egyszer hallottad már, hogy a fénysebesség a leggyorsabb az egész univerzumban. A fizika számos elmélete használja ki a fénysebesség. Ez a tudományos közösség által meghatározott intézkedés, amely segített nekünk a fizika és a csillagászat terén.
Ebben a cikkben mindent elmondunk, amit tudni kell a fénysebességről, annak történetéről, jellemzőiről és arról, hogy mire való.
Mekkora a fénysebesség
A fénysebesség a tudományos közösség által előírt mérés, és általánosan használt a fizikai és csillagászati tudományok területén. A fénysebesség azt a távolságot jelenti, amelyet a fény egységnyi idő alatt megtesz.
Az égitestek tanulmányozása szempontjából kritikus fontosságú az égitestek, viselkedésük, az elektromágneses sugárzás átvitelének és az emberi szem általi fény érzékelésének megértése.
Ha ismerjük a távolságot, meg tudjuk mondani, mennyi ideig tart a fény megtétele. Például a Nap fényének körülbelül 8 perc és 19 másodperc alatt éri el a Földet. A fénysebesség univerzális állandónak tekinthető, amely időben és fizikai térben invariáns. Értéke 299.792.458 1.080 XNUMX méter másodpercenként, vagyis XNUMX XNUMX millió kilométer per óra.
Ez a sebesség a fényévhez kapcsolódik, a csillagászatban széles körben használt hosszegységhez, amely az a távolság, amelyet a fény egy év alatt megtesz. Az általunk bevezetett fénysebesség a vákuumban mért sebessége. A fény azonban más közegeken, például vízen, üvegen vagy levegőn is áthalad. Átadása a közeg bizonyos tulajdonságaitól függ, mint például a permittivitás, a mágneses permeabilitás és egyéb elektromágneses tulajdonságok. Aztán vannak fizikai régiók, amelyek elektromágneses módon megkönnyítik a szállíthatóságát, és mások, amelyek akadályozzák azt.
A fény viselkedésének megértése nemcsak a csillagászat tanulmányozása szempontjából fontos, hanem a Föld körül keringő műholdak fizikájának megértéséhez is.
Néhány történelem
A görögök voltak az elsők, akik felírták a fény eredetét, amelyről azt hitték, hogy a fény azelőtt sugárzott ki tárgyakból, mielőtt emberi látást bocsátottak volna ki, hogy megragadják. A fényt csak a XNUMX. századig gondolták át, hanem átmeneti jelenségként. Ez azonban megváltozott a napfogyatkozás megfigyelése után. A közelmúltban Galileo Galilei végzett bizonyos kísérleteket, amelyek megkérdőjelezték a fény által megtett távolság "pillanatszerűségét".
Különböző tudósok végeztek különféle kísérleteket, néhány szerencsés volt, és volt, aki nem, de ebben a korai tudományos korszakban ezek a fizikai vizsgálatok a fénysebesség mérésére irányultak, még akkor is, ha műszereik és módszereik pontatlanok, az elsődlegesek pedig bonyolultak voltak. Galileo Galilei volt az első, aki kísérleteket végzett ennek a jelenségnek a mérésére. de nem kapott olyan eredményt, amely segítene kiszámítani a fény áthaladási idejét.
Ole Roemer 1676-ban tett először kísérletet a fénysebesség mérésére viszonylagos sikerrel. A bolygók tanulmányozása során Roemer felfedezte a Jupiter testéről visszaverődő Föld árnyékából, hogy a fogyatkozások közötti idő lerövidül a Földtől való távolság csökkenésével, és fordítva. 214.000 XNUMX kilométer per másodperc értéket kapott, elfogadható adat, tekintettel arra a pontossági szintre, amellyel akkoriban mérni lehetett a bolygótávolságokat.
Aztán 1728-ban James Bradley is a fénysebességet vizsgálta, de a csillagok változásait figyelve kimutatta a Föld Nap körüli mozgásával összefüggő elmozdulást, amiből 301.000 XNUMX kilométeres másodpercenkénti értéket származtatott.
Különféle módszereket alkalmaztak a mérési pontosság javítására, például 1958-ban Froome tudós. mikrohullámú interferométer segítségével 299.792,5 XNUMX km/s értéket kaptak, ami a legpontosabb. 1970-től minőségileg javult a mérések minősége a nagyobb kapacitású és nagyobb stabilitású lézeres készülékek fejlesztésével, valamint a mérések pontosságát növelő céziumórák alkalmazásával.
Itt láthatjuk a fény sebességét különböző médiában:
- Üres – 300.000 XNUMX km/s
- Levegő – 2999,920 km/s
- Víz – 225.564 XNUMX km/s
- Etanol – 220.588 XNUMX km/s
- Kvarc – 205.479 XNUMX km/s
- Crystal Crown – 197,368 km/s
- Tűzkristály: 186,335 XNUMX km/s
- Gyémánt – 123,967 km/s
Mi haszna a fénysebesség ismeretének?
A fizikában a fénysebességet alapvető referenciaként használják a világegyetem sebességének mérésére és összehasonlítására. az a sebesség, amellyel terjed elektromágneses sugárzás, beleértve a látható fényt, a rádióhullámokat, a röntgen- és a gamma-sugárzást. Ennek a sebességnek a számszerűsítésére való képessége lehetővé teszi a távolságok és idők kiszámítását a kozmoszban.
A fénysebesség fizikában való felhasználásának fontos példája a csillagok tanulmányozása. Mivel a csillagfénynek véges idő kell ahhoz, hogy elérje a Földet, ha egy csillagra nézünk, a múltba nézünk. Minél távolabb van egy csillag, annál hosszabb ideig tart a fénye, hogy elérjen bennünket. Ez a tulajdonság lehetővé teszi számunkra, hogy megvizsgáljuk az univerzum történetének különböző időszakaiban, hiszen több millió vagy akár milliárd évvel ezelőtt keletkezett csillagok fényét elemezhetjük.
A csillagászatban a fénysebesség kulcsfontosságú a kozmosz távolságainak kiszámításához. A fény vákuumban körülbelül 299,792,458 XNUMX XNUMX méter másodpercenként állandó sebességgel halad. Ez lehetővé teszi a távoli csillagok és galaxisok távolságának mérését a fényév fogalmával. A fényév az a távolság, amelyet a fény egy év alatt megtesz, és körülbelül 9,461 billió kilométer. Ennek a mértékegységnek a használatával a csillagászok meghatározhatják a távolságot a távoli csillagászati objektumoktól, és jobban megérthetik az univerzum szerkezetét és léptékét.
Ezenkívül a fénysebesség összefügg Albert Einstein relativitáselméletével. Ezen elmélet szerint a fénysebesség minden vonatkoztatási rendszerben állandó, aminek fontos következményei vannak az idő és a tér megértésére. Einstein speciális és általános relativitáselmélete forradalmasította az univerzum megértését, és olyan technológiák kifejlesztéséhez vezetett, mint a GPS.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat a fénysebességről és annak jellemzőiről.