Nejlepší odpověď
Světlo cestuje rychlostí přibližně 300 000 kilometrů za sekundu ve vakuu, které má index lomu 1,0, ale ve vodě zpomaluje na 225 000 kilometrů za sekundu (index lomu = 1,3) a 200 000 kilometrů za sekundu ve skle (index lomu 1,5). A nejpomalejší v Diamond Light má konstantní rychlost, pouze její frekvence a vlnová délka se mění Rychlost světla se nemění, musí cestovat více v médiu než ve vakuu, Když světlo prochází médiem, elektrony v médiu absorbují energii ze světla a nadchne se a uvolní je zpět. Tato absorpce a opětovné vyzařování světla dává objektům barvu. Světlo tedy interaguje s částicemi v médiu, což způsobuje zpoždění. Ale jeho rychlost zůstává stejná, pouze musí v daném čase urazit větší vzdálenost, takže se zdá, že se mění, ale není. Je nemožné, aby se jakýkoli fyzický objekt pohyboval rychlostí světla vyšší nebo vyšší. Jediným důvodem, proč může foton cestovat rychlostí světla, je jeho hmotnost méně. Jakýkoli objekt, který má hmotnost, když pneumatiky dosáhnou rychlosti světla, se jejich hmotnost zvyšuje, nazývá se relativistická hmotnost. Jak se zrychluje k dosažení rychlosti světla, stává se masivnější a k dosažení rychlosti světla je zapotřebí nekonečná energie. Fotony nemají žádnou hmotnost, takže mohou cestovat na „c“
Nejnovější video z mého kanálu
Odpověď
Tato otázka je jemnější, než se na první pohled může zdát, a má co do činění s tím, co máte na mysli „měřením rychlosti“. Dalo by se říci, že vyberete jednotku, řekněme metry za sekundu, a pak změříte, kolikrát je rychlost světla větší než metr za sekundu. Zdá se to dost jednoduché. Kromě …
Co je to metr? A co je sekunda? Možná vytáhnete svou měřicí tyč a řeknete mi, že tam, ta „metr. Pokud jde o vteřinu, je to snadné: Každý ví, co je den, tak si to rozdělte na 24 hodin, rozdělte každý z nich nahoru do 60 minut, pak je rozdělte na 60 kusů, a to je to, co je sekunda. A upřímně, to je to, co lidé na chvíli udělali. Zde je oficiální měřidlo Mezinárodního úřadu pro váhy a míry , který měřič definoval až do roku 1960.
Co se ale stalo v roce 1960? Došlo k narušení časoprostorového kontinua, které změnilo délku metru? Bohužel ne. Stalo se jen to, že mnoho lidí začalo chtít přesně měřit vzdálenosti a někdy se jim nestalo, že by s sebou měli kopii mezinárodního prototypového měřiče . , nebo se to možná ohnulo. Také už v té době lidé vynalezli interferometrii , která jim umožňovala měřit velmi přesné vzdálenosti a mnohem méně mžourat na drobné čáry na metru Ve skutečnosti se to všechno stalo mnoho desetiletí před rokem 1960. Rok 1960 byl jen rokem, kdy se Mezinárodní úřad pro váhy a míry konečně nasytil všech stížností a rozhodl se nahradit mezinárodní prototypový měřič …
Kryptonský standard. Spíše než kód chování, který sleduje Superman, kryptonový standard předefinoval metr, pokud jde o vlastnost prvku krypton. Někdy se krypton nadchne a když se usadí zpět, uvolní oranžovou barvu červené světlo. Měřič byl poté definován jako 1 650 763,73 vlnových délek toto světlo. Skvělé, teď, když jste se usadili na tom, co je metr, můžete dělat vědu.
Oh, ale vlnová délka světla se mezi vzduchem a vakuem liší, takže musíte měřit krypton vlnové délky ve vakuu. Oh, a také existuje pět různých stabilních izotopů kryptonu a každý z nich uvolňuje světlo při mírně odlišných vlnových délkách. Povzdechnete si, vytáhnete centrifugu, roztočíte nějaký kryptonový plyn, abyste oddělili izotopy kryptonu, vezměte ten nejtěžší, krypton-86, a změřte jeho vlnovou délku. Dobře, teď, když víte, co je metr, můžete měřit rychlost světla.
Ale počkejte! A co druhý? Ale neřešili jsme to už tím, že jsme to definovali jako zlomek dne? Bohužel se ukázalo, že rychlost rotace Země se mění, takže její použití k definování sekundy není dobré. Rychlost rotace se postupně zpomaluje kvůli slapovým silám z Měsíce a také se sporadicky mění kvůli přeskupení hmoty Země, něco jako krasobruslař, který pohyboval rukama, aby se točil rychleji, kromě zemětřesení a sopečných výbuchů.
No, kecy. Myslíš tedy větší a rozhodl se použít revoluci Země kolem Slunce definuje sekundu. Ale, bohužel, ukázalo se, že jako den není rok tak konstantní, jak si myslíte.Přitahování Jupitera a ostatních planet na Slunci stačí k tomu, aby se trochu posunulo z kurzu, což může mírně změnit délku roku způsobem, který je těžké předvídat. Bohužel, časové intervaly, které jste považovali za všichni vás zradili.
Ale veškerá naděje není ztracena! Atomové hodiny přicházejí na záchranu. Stejně jako váš přítel krypton- Atom 86, atom cesium-133 atom také uvolňuje světlo na konkrétních frekvencích, když se po vzrušení usadí. Atomové hodiny mohou tuto frekvenci měřit velmi přesně, což vám umožní definovat druhou jako čas potřebný k dosažení 9 192 631 770 oscilací vyzařované světlo.
Po celé své tvrdé práci s přibíjením metru a sekundy můžete konečně měřit rychlost světla, jak jste chtěli po celou dobu. Ale co to je? Mezinárodní úřad pro váhy a míry předefinoval metr v roce 1983 na délku, kterou světlo urazí za 1 / (299 792 458) sekund. Rychlost světla je tedy podle definice přesně 299 792 458 metrů za sekundu s libovolnou přesností. Ale to je podvádění!
Na druhou stranu, z pohledu fyziky má použití jedné jednotky k měření délky a jiné jednotky k měření času asi stejně smysl jako použití mil k měření vodorovných vzdáleností a stop k změřte svislé vzdálenosti. Ano, jít 100 mil na sever je velmi odlišné od jít 100 mil nahoru, ale pokud trváte na použití různých jednotek pro vodorovné a svislé délky, pobavíte se při sestavování žebříků.
Nebo hraní s lasery, pokud se vymaníte z metafory. Ve skutečnosti, pokud místo použití vlnové délky světla z kryptonu-86 k definování metr a frekvence světla z cesia-133 k definování sekundy, vybrali jste stejný atom pro oba, pak skončíte se stejným jakési podvádění pro rychlost světla. Vlnová délka tohoto světla krát jeho frekvence je rychlost světla, takže pokud fixujete vlnovou délku podle definice a fixujete frekvenci podle definice, pak nakonec fixujete rychlost světla podle definice. Je to velmi neuspokojivá odpověď.
Případ však není uzavřen a stále existuje velmi rozumná otázka: Jak přesně můžete měřit rychlost, alespoň teoreticky? věc, která se pohybuje, jak přesně můžete měřit její rychlost z hlediska rychlosti světla? Nebo, pokud chcete, jak přesně můžete měřit rychlost světla z hlediska rychlosti věci?
Heisenbergův princip nejistoty pro vás ve skutečnosti nepředstavuje problém. Princip říká, že nemůžete znát polohu a hybnost částice: Pokud chcete mít větší přesnost při měření jedné veličiny, musíte se vzdát přesnosti ve druhé veličině .Pokud však znáte klidovou hmotnost částice, můžete vypočítat rychlost částice s vědomím pouze její hybnosti a hybnost můžete znát tak přesně, jak chcete, za předpokladu, že se vzdáte veškeré naděje na nalezení místa, kde částice je.
O Planckově délce je také co říci. V současné době však není jasné, co, pokud vůbec existuje , fyzický význam, který má Planckova délka. Pokud si myslíte, že Planckova délka je nejmenší měřitelná délka, pak nejmenší teoreticky měřitelná rychlost je Planckova délka dělená životem vesmíru. Takže pokud chcete měřit rychlost pohybující se částice, nebudete ji schopni vypočítat s větší přesností, než je Planckova délka dělená životem vesmíru. Těžké štěstí, já vím. Samozřejmě, pokud vesmír bude pokračovat věčně, jak se v současné době věří, pak vaše přesnost není nijak omezena.