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La luz viaja a aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo en el vacío, que tiene un índice de refracción de 1.0, pero se reduce a 225,000 kilómetros por segundo en el agua (índice de refracción = 1.3) y 200,000 kilómetros por segundo en vidrio (índice de refracción de 1,5). Y lo más lento en Diamond Light tiene velocidad constante, solo varía su frecuencia y longitud de onda La velocidad de la luz no cambia, tiene que viajar más en un medio que en el vacío.Cuando la luz pasa a través de un medio, los electrones en el medio absorben la energía. de la luz y se emociona y los libera. Esta absorción y reemisión de luz da color a los objetos. Por lo tanto, la luz interactúa con la partícula en el medio, lo que provoca un retraso. Pero la velocidad sigue siendo la misma, solo que tiene que recorrer más distancia en el tiempo dado, por lo que parece que la velocidad varía, pero no es así. Es imposible que cualquier objeto físico viaje a la velocidad de la luz o más. La única razón por la que un fotón puede viajar a la velocidad de la luz es porque tiene menos masa. Cualquier objeto que tenga masa cuando se cansa para alcanzar la velocidad de la luz aumenta su masa, lo que se denomina masa relativista. Entonces, a medida que acelera para alcanzar velocidades de luz, se vuelve más masivo y se requiere una energía infinita para alcanzar velocidades de luz. Los fotones no tienen masa, por lo que pueden viajar en c
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Respuesta
Esta pregunta es más sutil de lo que puede parecer a primera vista, y tiene que ver con lo que quieres decir. «midiendo una velocidad». Podrías decir que eliges una unidad, digamos metros por segundo, y luego mides cuántas veces mayor es la velocidad de la luz que un metro por segundo. Parece bastante simple. Excepto …
¿Qué es un medidor? ¿Y qué es un segundo? Bueno, puede sacar su metro y decirme que ahí, ese es un medidor. En cuanto a un segundo, eso es fácil: todos saben lo que es un día, así que divídalo en 24 horas, divida cada uno de esos en 60 minutos, luego divida cada uno de ellos en 60 partes, y eso es lo que es un segundo. Y, francamente, eso es lo que la gente hizo durante un tiempo. Aquí está la marca de metro oficial de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas , que definió el medidor hasta 1960.
Pero, ¿qué pasó en 1960? ¿Hubo una distorsión en el continuo espacio-tiempo que cambió la longitud de un metro? Tristemente no. Todo lo que sucedió fue que muchas personas comenzaron a querer medir distancias con precisión y, a veces, no tenían su copia del International Prototype Meter con ellos. , o tal vez se dobló. Además, en ese momento, la gente había inventado la interferometría que les permitía medir distancias muy precisas con mucho menos entrecerrar los ojos en líneas diminutas en un metro De hecho, todo esto había sucedido muchas décadas antes de 1960. 1960 fue el año en que la Oficina Internacional de Pesas y Medidas finalmente se cansó de todas las quejas y decidió reemplazar el prototipo de medidor internacional por …
El estándar de kriptón. En lugar de ser un código de comportamiento seguido por Superman, el estándar de kriptón redefinió un medidor en términos de una propiedad del elemento kriptón. A veces, el kriptón se excita y, cuando se estabiliza, libera un tono anaranjado. luz roja. El medidor se definió entonces como 1.650.763,73 longitudes de onda de esta luz. Genial, ahora que te has decidido por lo que es un medidor, puedes hacer ciencia.
Oh, pero la longitud de onda de la luz es diferente entre el aire y el vacío, así que debes asegurarte de medir el kriptón longitudes de onda en el vacío. Ah, y también hay cinco isótopos estables diferentes de criptón, y cada uno de ellos libera luz en longitudes de onda ligeramente diferentes. Suspiras, sacas tu centrífuga, haces girar un poco de gas de criptón para separar los isótopos de criptón, toma el más pesado, kriptón-86, y mide la longitud de onda de ese. Bien, ahora que sabes lo que es un metro, puedes medir la velocidad de la luz.
¡Pero espera! ¿Qué pasa con el segundo? Pero, ¿no nos conformamos ya con definirlo como una cierta fracción de día? Desafortunadamente, resulta que la tasa de rotación de la Tierra cambia, por lo que usarla para definir un segundo no es bueno. La tasa de rotación disminuye gradualmente debido a las fuerzas de marea de la Luna, y también cambia esporádicamente debido a la reordenamiento de la masa de la Tierra, algo así como un patinador artístico moviendo sus brazos hacia adentro para girar más rápido excepto con terremotos y explosiones volcánicas.
Bueno, mierda. Así que piensas en grande y decides usar la revolución de la Tierra alrededor del Sol para definir un segundo. Pero, ay, resulta que, como un día, un año no es tan constante como uno pensaría.El tirón de Júpiter y los otros planetas del Sol es suficiente para desviarlo un poco de su curso, lo que puede cambiar ligeramente la duración de un año de una manera que es difícil de predecir. Por desgracia, los intervalos de tiempo que pensaba que eran todos los constantes te han traicionado.
¡Pero no toda esperanza está perdida! El reloj atómico viene al rescate. Al igual que tu amigo krypton- 86, el átomo de cesio-133 también libera luz en frecuencias particulares cuando se estabiliza después de excitarse. Un reloj atómico puede medir esta frecuencia con mucha precisión, lo que le permite definir el segundo como el tiempo que tarda en haber 9,192,631,770 oscilaciones de la luz emitida.
Después de todo tu arduo trabajo para clavar un metro y un segundo, finalmente puedes medir la velocidad de la luz como siempre quisiste. Pero, ¿qué es esto? La Oficina Internacional de Pesos y Medidas redefinió el medidor en 1983 para que sea la longitud que recorre la luz en 1 / (299,792,458) segundos. Por lo tanto, la velocidad de la luz es exactamente 299,792,458 metros por segundo, con precisión arbitraria, por definición. ¡Pero eso es trampa!
Por otro lado, desde una perspectiva física, usar una unidad para medir la longitud y otra unidad para medir el tiempo tiene tanto sentido como usar millas para medir distancias horizontales y pies para medir distancias verticales. Sí, ir 100 millas al norte es muy diferente de subir 100 millas, pero si insistes en usar diferentes unidades para longitudes horizontales y verticales, chico ¿Te divertirás montando escaleras?
O jugando con láseres, si sales de la metáfora. De hecho, si, en lugar de usar la longitud de onda de la luz de krypton-86 para definir un metro y la frecuencia de la luz del cesio-133 para definir un segundo, había elegido el mismo átomo para ambos, luego terminaría con el mismo una especie de trampa por la velocidad de la luz. La longitud de onda de esa luz multiplicada por su frecuencia es la velocidad de la luz, así que si fijas la longitud de onda por definición y fijas la frecuencia por definición, terminas fijando la velocidad de la luz por definición. Es una respuesta muy insatisfactoria.
Sin embargo, el caso no está cerrado y todavía hay una pregunta muy razonable que hacer: ¿con qué precisión se pueden medir las velocidades, al menos teóricamente? cosa que se mueve, ¿con qué precisión se puede medir su velocidad en términos de la velocidad de la luz? O, si lo desea, ¿con qué precisión puede medir la velocidad de la luz en términos de la velocidad de la cosa?
También hay algo que decir sobre la longitud de Planck . Sin embargo, actualmente no está claro qué, si es que hay alguno , significado físico que tiene la longitud de Planck. Si cree que la longitud de Planck es la longitud medible más pequeña, entonces la velocidad más pequeña medible teóricamente es la longitud de Planck dividida por la vida útil del universo. Entonces, si desea medir la velocidad de una partícula en movimiento, no podrá calcularla con mayor precisión que la longitud de Planck dividida por la vida útil del universo. Mala suerte, lo sé. Por supuesto, si el universo continuará para siempre, como se cree actualmente, entonces no hay límite para su precisión.