Pasti anda pernah mendengar lebih daripada sekali bahawa kelajuan cahaya adalah yang terpantas di seluruh alam semesta. Sebilangan besar teori dalam fizik menggunakan kelajuan cahaya. Ia adalah ukuran yang ditubuhkan oleh komuniti saintifik yang telah membantu kita dari fizik dan astronomi.
Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda semua yang anda perlu tahu tentang kelajuan cahaya, sejarahnya, ciri-ciri dan untuk kegunaannya.
Berapakah kelajuan cahaya
Kelajuan cahaya adalah ukuran yang ditetapkan oleh komuniti saintifik dan biasa digunakan dalam bidang sains fizikal dan astronomi. Kelajuan cahaya mewakili jarak yang dilalui cahaya dalam unit masa.
Memahami jasad angkasa, cara mereka berkelakuan, cara radiasi elektromagnet dihantar, dan cara cahaya dilihat oleh mata manusia adalah penting untuk mengkaji benda angkasa.
Jika kita tahu jaraknya, kita boleh tahu berapa lama masa yang diperlukan cahaya untuk bergerak. Contohnya, cahaya daripada matahari mengambil masa kira-kira 8 minit dan 19 saat untuk sampai ke Bumi. Kelajuan cahaya dianggap sebagai pemalar sejagat, tidak berubah dalam masa dan ruang fizikal. Ia mempunyai nilai 299.792.458 meter sesaat, atau 1.080 juta kilometer sejam.
Kelajuan ini berkaitan dengan tahun cahaya, satu unit panjang yang digunakan secara meluas dalam astronomi, iaitu jarak perjalanan cahaya dalam satu tahun. Kelajuan cahaya yang kami perkenalkan ialah kelajuannya dalam vakum. Walau bagaimanapun, cahaya bergerak melalui media lain, seperti air, kaca, atau udara. Penghantarannya bergantung pada sifat-sifat tertentu medium, seperti kebolehtelapan, kebolehtelapan magnet dan sifat elektromagnet lain. Kemudian terdapat kawasan fizikal yang secara elektromagnet memudahkan kebolehanngkutannya, dan lain-lain yang menghalangnya.
Memahami tingkah laku cahaya adalah penting bukan sahaja untuk kajian astronomi, tetapi juga untuk memahami fizik yang terlibat dalam perkara seperti satelit yang mengorbit Bumi.
Beberapa sejarah
Orang Yunani adalah orang pertama yang menulis asal usul cahaya, yang mereka percaya terpancar dari objek sebelum penglihatan manusia dipancarkan untuk menangkapnya. Cahaya tidak dianggap mengembara sehingga abad ke-XNUMX, sebaliknya sebagai fenomena sementara. Walau bagaimanapun, ini berubah selepas gerhana diperhatikan. Baru-baru ini, Galileo Galilei menjalankan eksperimen tertentu yang mempersoalkan "kecepatan" jarak yang dilalui oleh cahaya.
Pelbagai saintis melakukan pelbagai eksperimen, ada yang bernasib baik dan ada yang tidak, tetapi pada era saintifik awal ini, semua kajian fizik ini mengejar matlamat untuk mengukur kelajuan cahaya, walaupun instrumen dan kaedah mereka tidak tepat dan yang utama adalah rumit. Galileo Galilei adalah orang pertama yang melakukan eksperimen untuk mengukur fenomena ini, tetapi dia tidak mendapat keputusan yang akan membantu mengira masa transit cahaya.
Ole Roemer membuat percubaan pertama untuk mengukur kelajuan cahaya pada tahun 1676 dengan kejayaan relatif. Dengan mengkaji planet-planet, Roemer mendapati dari bayang-bayang Bumi yang dipantulkan dari badan Musytari bahawa masa antara gerhana semakin singkat apabila jarak dari Bumi berkurangan, dan sebaliknya. Ia memperoleh nilai 214.000 kilometer sesaat, angka yang boleh diterima memandangkan tahap ketepatan yang mana jarak planet boleh diukur pada masa itu.
Kemudian, pada tahun 1728, James Bradley juga mengkaji kelajuan cahaya, tetapi dengan memerhatikan perubahan dalam bintang, dia mengesan anjakan yang berkaitan dengan pergerakan Bumi mengelilingi matahari, dari mana dia memperoleh nilai 301.000 kilometer sesaat.
Pelbagai kaedah telah digunakan untuk meningkatkan ketepatan pengukuran, contohnya, pada tahun 1958 saintis Froome menggunakan interferometer gelombang mikro untuk mendapatkan nilai 299.792,5 kilometer sesaat, yang paling tepat. Bermula pada tahun 1970, kualiti pengukuran bertambah baik secara kualitatif dengan pembangunan peranti laser dengan kapasiti yang lebih besar dan kestabilan yang lebih besar, dan dengan penggunaan jam cesium untuk meningkatkan ketepatan pengukuran.
Di sini kita melihat kelajuan cahaya dalam media yang berbeza:
- Kosong – 300.000 km/s
- Udara – 2999,920 km/s
- Air – 225.564 km/s
- Etanol – 220.588 km/s
- Kuarza – 205.479 km/s
- Crystal Crown – 197,368 km/s
- Flint Crystal: 186,335 km/s
- Berlian – 123,967 km/s
Apakah kegunaan mengetahui kelajuan cahaya?
Dalam fizik, kelajuan cahaya digunakan sebagai rujukan asas untuk mengukur dan membandingkan kelajuan di alam semesta. ialah kelajuan ia merambat sinaran elektromagnet, termasuk cahaya nampak, gelombang radio, sinar-X dan sinar gamma. Keupayaan untuk mengukur kelajuan ini membolehkan kita mengira jarak dan masa dalam kosmos.
Contoh penting bagaimana kelajuan cahaya digunakan dalam fizik adalah dalam kajian bintang. Kerana cahaya bintang mengambil masa yang terhad untuk sampai ke Bumi, apabila kita melihat bintang kita melihat ke masa lalu. Semakin jauh bintang, semakin lama cahayanya telah diambil untuk sampai ke kita. Harta ini membolehkan kita menyiasat alam semesta pada masa yang berbeza dalam sejarahnya, kerana kita boleh menganalisis cahaya bintang yang terbentuk berjuta-juta malah berbilion tahun dahulu.
Dalam astronomi, kelajuan cahaya adalah penting untuk mengira jarak dalam kosmos. Cahaya bergerak pada kelajuan tetap kira-kira 299,792,458 meter sesaat dalam vakum. Ini membolehkan kita mengukur jarak ke bintang dan galaksi yang jauh menggunakan konsep tahun cahaya. Tahun cahaya ialah jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun, dan bersamaan dengan kira-kira 9,461 trilion kilometer. Menggunakan unit ukuran ini, ahli astronomi boleh menentukan jarak ke objek astronomi yang jauh dan lebih memahami struktur dan skala alam semesta.
Juga, kelajuan cahaya berkaitan dengan teori relativiti Albert Einstein. Menurut teori ini, kelajuan cahaya adalah tetap dalam semua bingkai rujukan, yang mempunyai implikasi penting untuk cara kita memahami masa dan ruang. Relativiti khas dan am Einstein telah merevolusikan pemahaman kita tentang alam semesta dan telah membawa kepada pembangunan teknologi seperti GPS.
Saya berharap dengan maklumat ini anda boleh mengetahui lebih lanjut tentang kelajuan cahaya dan ciri-cirinya.