Du har säkert hört mer än en gång att ljusets hastighet är den snabbaste i hela universum. Ett stort antal teorier inom fysik använder sig av ljusets hastighet. Det är ett mått som fastställts av det vetenskapliga samfundet som har hjälpt oss från fysik och astronomi.
I den här artikeln kommer vi att berätta allt du behöver veta om ljusets hastighet, dess historia, egenskaper och vad det är till för.
Vad är ljusets hastighet
Ljusets hastighet är ett mått som föreskrivs av vetenskapssamfundet och är vanligt förekommande inom fysikaliska och astronomiska vetenskaper. Ljusets hastighet representerar den sträcka som ljuset färdas i tidsenhet.
Att förstå himlakroppar, hur de beter sig, hur elektromagnetisk strålning överförs och hur ljus uppfattas av det mänskliga ögat är avgörande för att studera himlakroppar.
Om vi känner till avståndet kan vi säga hur lång tid det tar för ljus att färdas. Till exempel tar det cirka 8 minuter och 19 sekunder för ljus från solen att nå jorden. Ljusets hastighet anses vara en universell konstant, invariant i tid och fysiskt rum. Den har ett värde på 299.792.458 1.080 XNUMX meter per sekund, eller XNUMX XNUMX miljoner kilometer i timmen.
Denna hastighet är relaterad till ljusåret, en längdenhet som ofta används inom astronomi, vilket är den sträcka ljuset färdas på ett år. Ljusets hastighet som vi introducerar är dess hastighet i vakuum. Ljus färdas dock genom andra medier, som vatten, glas eller luft. Dess överföring beror på vissa egenskaper hos mediet, såsom permittivitet, magnetisk permeabilitet och andra elektromagnetiska egenskaper. Sedan finns det fysiska regioner som elektromagnetiskt underlätta dess transporterbarhet, och andra som hindrar den.
Att förstå ljusets beteende är viktigt inte bara för studier av astronomi, utan också för att förstå fysiken som är involverad i saker som satelliter som kretsar runt jorden.
En del historia
Grekerna var de första som skrev ner ursprunget till ljuset, som de trodde kom från föremål innan mänskligt syn sänds ut för att fånga det. Ljus ansågs inte resa förrän på XNUMX-talet, utan snarare som ett övergående fenomen. Detta ändrades dock efter att förmörkelsen observerades. På senare tid genomförde Galileo Galilei vissa experiment som ifrågasatte "omedelbarheten" av den sträcka som ljuset reste.
Olika vetenskapsmän utförde olika experiment, några med tur och andra inte, men i denna tidiga vetenskapliga era eftersträvade alla dessa fysikstudier målet att mäta ljusets hastighet, även om deras instrument och metoder var felaktiga och de primära var komplicerade. Galileo Galilei var den första som utförde experiment för att mäta detta fenomen, men han fick inga resultat som skulle hjälpa till att beräkna ljusets transittid.
Ole Roemer gjorde det första försöket att mäta ljusets hastighet 1676 med relativ framgång. Genom att studera planeterna upptäckte Roemer från jordens skugga reflekterad från Jupiters kropp att tiden mellan förmörkelserna förkortades när avståndet från jorden minskade, och vice versa. Den fick ett värde på 214.000 XNUMX kilometer per sekund, en acceptabel siffra med tanke på precisionsnivån med vilken planetavstånd kunde mätas vid den tiden.
Sedan, 1728, studerade James Bradley också ljusets hastighet, men genom att observera förändringar i stjärnorna upptäckte han förskjutningen i samband med jordens rörelse runt solen, från vilken han härledde ett värde på 301.000 XNUMX kilometer per sekund.
Olika metoder har använts för att förbättra mätnoggrannheten, till exempel 1958 vetenskapsmannen Froome använde en mikrovågsinterferometer för att få ett värde på 299.792,5 XNUMX kilometer per sekund, vilket är det mest exakta. Från 1970 förbättrades kvaliteten på mätningarna kvalitativt med utvecklingen av laserapparater med större kapacitet och större stabilitet, och med användning av cesiumklockor för att förbättra mätningarnas precision.
Här ser vi ljusets hastighet i olika medier:
- Tom – 300.000 XNUMX km/s
- Luft – 2999,920 km/s
- Vatten – 225.564 XNUMX km/s
- Etanol – 220.588 XNUMX km/s
- Kvarts – 205.479 XNUMX km/s
- Crystal Crown – 197,368 km/s
- Flintkristall: 186,335 XNUMX km/s
- Diamant – 123,967 km/s
Vad är fördelen med att känna till ljusets hastighet?
Inom fysiken används ljusets hastighet som en grundläggande referens för att mäta och jämföra hastigheter i universum. är hastigheten med vilken den fortplantar sig elektromagnetisk strålning, inklusive synligt ljus, radiovågor, röntgenstrålar och gammastrålar. Förmågan att kvantifiera denna hastighet gör att vi kan beräkna avstånd och tider i kosmos.
Ett viktigt exempel på hur ljusets hastighet används i fysiken är i studiet av stjärnor. Eftersom stjärnljuset tar en begränsad tid att nå jorden, när vi tittar på en stjärna tittar vi in i det förflutna. Ju längre bort en stjärna är, desto längre tid har dess ljus tagit att nå oss. Denna egenskap tillåter oss att undersöka universum vid olika tidpunkter i dess historia, eftersom vi kan analysera ljuset från stjärnor som bildades för miljoner eller till och med miljarder år sedan.
Inom astronomi är ljusets hastighet avgörande för att beräkna avstånd i kosmos. Ljus färdas med en konstant hastighet på cirka 299,792,458 XNUMX XNUMX meter per sekund i ett vakuum. Detta gör att vi kan mäta avstånden till avlägsna stjärnor och galaxer med hjälp av konceptet ljusår. Ett ljusår är den sträcka som ljuset färdas på ett år och är lika med cirka 9,461 biljoner kilometer. Med hjälp av denna måttenhet kan astronomer bestämma avståndet till avlägsna astronomiska objekt och bättre förstå universums struktur och skala.
Dessutom är ljusets hastighet relaterad till Albert Einsteins relativitetsteori. Enligt denna teori är ljusets hastighet konstant i alla referensramar, vilket har viktiga implikationer för hur vi förstår tid och rum. Einsteins speciella och allmänna relativitetsteori har revolutionerat vår förståelse av universum och har lett till utvecklingen av teknologier som GPS.
Jag hoppas att du med denna information kan lära dig mer om ljusets hastighet och dess egenskaper.