Určite ste už viackrát počuli, že rýchlosť svetla je najrýchlejšia v celom vesmíre. Veľký počet teórií vo fyzike využíva rýchlosť svetla. Je to opatrenie stanovené vedeckou komunitou, ktoré nám pomohlo z fyziky a astronómie.
V tomto článku vám povieme všetko, čo potrebujete vedieť o rýchlosti svetla, jeho histórii, vlastnostiach a na čo slúži.
Aká je rýchlosť svetla
Rýchlosť svetla je meranie predpísané vedeckou komunitou a bežne sa používa v oblasti fyzikálnych a astronomických vied. Rýchlosť svetla predstavuje vzdialenosť, ktorú svetlo prejde za jednotku času.
Pochopenie nebeských telies, ako sa správajú, ako sa prenáša elektromagnetické žiarenie a ako svetlo vníma ľudské oko, je rozhodujúce pre štúdium nebeských telies.
Ak poznáme vzdialenosť, vieme povedať, ako dlho trvá cesta svetla. Napríklad svetlu zo slnka trvá asi 8 minút a 19 sekúnd, kým sa dostane na Zem. Rýchlosť svetla sa považuje za univerzálnu konštantu, nemennú v čase a fyzickom priestore. Má hodnotu 299.792.458 1.080 XNUMX metrov za sekundu alebo XNUMX XNUMX miliónov kilometrov za hodinu.
Táto rýchlosť súvisí so svetelným rokom, jednotkou dĺžky široko používanou v astronómii, čo je vzdialenosť, ktorú svetlo prejde za jeden rok. Rýchlosť svetla, ktorú uvádzame, je jeho rýchlosť vo vákuu. Svetlo však prechádza cez iné médiá, ako je voda, sklo alebo vzduch. Jeho prenos závisí od určitých vlastností média, ako je permitivita, magnetická permeabilita a iné elektromagnetické vlastnosti. Potom sú tu fyzické oblasti, ktoré elektromagneticky uľahčujú jeho prepravu a iné, ktoré mu bránia.
Pochopenie správania svetla je dôležité nielen pre štúdium astronómie, ale aj pre pochopenie fyziky, ktorá sa podieľa na veciach, ako sú satelity obiehajúce okolo Zeme.
Niektoré histórie
Gréci boli prví, ktorí zapísali pôvod svetla, o ktorom verili, že vyžaruje z predmetov skôr, ako ho zachytilo ľudské videnie. Až do XNUMX. storočia sa predpokladalo, že svetlo necestuje, ale skôr ako prechodný jav. Po pozorovaní zatmenia sa to však zmenilo. Nedávno Galileo Galilei vykonal určité experimenty, ktoré spochybňovali „okamžitosť“ vzdialenosti prejdenej svetlom.
Rôzni vedci robili rôzne experimenty, niektorí mali šťastie a iní nie, ale v tejto ranej vedeckej ére všetky tieto fyzikálne štúdie sledovali cieľ merania rýchlosti svetla, aj keď ich prístroje a metódy boli nepresné a tie primárne komplikované. Galileo Galilei bol prvý, kto vykonal experimenty na meranie tohto javu, ale nedostal výsledky, ktoré by pomohli vypočítať čas prechodu svetla.
Ole Roemer urobil prvý pokus zmerať rýchlosť svetla v roku 1676 s relatívnym úspechom. Štúdiom planét Roemer zistil zo zemského tieňa odrazeného od telesa Jupitera, že čas medzi zatmeniami sa s klesajúcou vzdialenosťou od Zeme skracoval a naopak. Dosiahol hodnotu 214.000 XNUMX kilometrov za sekundu, prijateľný údaj vzhľadom na úroveň presnosti, s ktorou bolo možné v tom čase merať vzdialenosti planét.
Potom v roku 1728 študoval rýchlosť svetla aj James Bradley, no pozorovaním zmien hviezd zistil posun spojený s pohybom Zeme okolo Slnka, z čoho odvodil hodnotu 301.000 XNUMX kilometrov za sekundu.
Na zlepšenie presnosti merania boli použité rôzne metódy, napríklad v roku 1958 vedec Froome použil mikrovlnný interferometer na získanie hodnoty 299.792,5 XNUMX kilometrov za sekundu, ktorá je najpresnejšia. Od roku 1970 sa kvalita meraní kvalitatívne zlepšila s vývojom laserových zariadení s väčšou kapacitou a stabilitou a s použitím céziových hodín na zlepšenie presnosti meraní.
Tu vidíme rýchlosť svetla v rôznych médiách:
- Prázdny – 300.000 XNUMX km/s
- Vzduch – 2999,920 km/s
- Voda – 225.564 XNUMX km/s
- Etanol – 220.588 XNUMX km/s
- Kremeň – 205.479 XNUMX km/s
- Krištáľová koruna – 197,368 km/s
- Flintový kryštál: 186,335 XNUMX km/s
- Diamant – 123,967 km/s
Aký význam má poznať rýchlosť svetla?
Vo fyzike sa rýchlosť svetla používa ako základná referencia na meranie a porovnávanie rýchlostí vo vesmíre. je rýchlosť, ktorou sa šíri elektromagnetického žiarenia vrátane viditeľného svetla, rádiových vĺn, röntgenových lúčov a gama lúčov. Schopnosť kvantifikovať túto rýchlosť nám umožňuje vypočítať vzdialenosti a časy v kozme.
Dôležitým príkladom toho, ako sa rýchlosť svetla využíva vo fyzike, je štúdium hviezd. Pretože svetlu hviezd trvá určitý čas, kým dosiahne Zem, pri pohľade na hviezdu sa pozeráme do minulosti. Čím ďalej je hviezda, tým dlhšie jej svetlu trvalo, kým k nám dorazilo. Táto vlastnosť nám umožňuje skúmať vesmír v rôznych časoch jeho histórie, pretože môžeme analyzovať svetlo hviezd, ktoré vznikli pred miliónmi alebo dokonca miliardami rokov.
V astronómii je rýchlosť svetla rozhodujúca pre výpočet vzdialeností vo vesmíre. Svetlo sa vo vákuu pohybuje konštantnou rýchlosťou približne 299,792,458 XNUMX XNUMX metrov za sekundu. To nám umožňuje merať vzdialenosti vzdialených hviezd a galaxií pomocou konceptu svetelných rokov. Svetelný rok je vzdialenosť, ktorú svetlo prejde za jeden rok a rovná sa približne 9,461 biliónom kilometrov. Pomocou tejto jednotky merania môžu astronómovia určiť vzdialenosť k vzdialeným astronomickým objektom a lepšie pochopiť štruktúru a rozsah vesmíru.
Tiež rýchlosť svetla súvisí s teóriou relativity Alberta Einsteina. Podľa tejto teórie je rýchlosť svetla konštantná vo všetkých referenčných sústavách, čo má dôležité dôsledky pre spôsob, akým chápeme čas a priestor. Einsteinova špeciálna a všeobecná relativita spôsobila revolúciu v našom chápaní vesmíru a viedla k vývoju technológií, ako je GPS.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o rýchlosti svetla a jeho vlastnostiach.