Meilleure réponse
La lumière se déplace à environ 300 000 kilomètres par seconde dans le vide, qui a un indice de réfraction de 1,0, mais qui ralentit à 225 000 kilomètres par seconde dans leau (indice de réfraction = 1,3) et 200 000 kilomètres par seconde en verre (indice de réfraction de 1,5). Et le plus lent de Diamond Light a une vitesse constante, seules sa fréquence et sa longueur donde varient La vitesse de la lumière ne change pas, elle doit voyager plus dans un milieu que dans le vide, Lorsque la lumière traverse un milieu, les électrons du milieu absorbent lénergie de la lumière et sexcite et les libère. Cette absorption et réémission de lumière donne de la couleur aux objets. Ainsi, la lumière interagit avec la particule dans le milieu, ce qui provoque un retard. Mais la vitesse reste la même, seulement elle doit parcourir plus de distance dans le temps donné, donc il semble que la vitesse varie, mais ce n’est pas le cas. Il est impossible pour un objet physique de voyager à ou plus que la vitesse de la lumière. La seule raison pour laquelle un photon peut voyager à la vitesse de la lumière est quil a moins de masse. Tout objet ayant une masse lorsque les pneus pour atteindre la vitesse de la lumière augmente leur masse, appelée masse relativiste. Ainsi, à mesure quil accélère pour atteindre des vitesses lumineuses, il devient plus massif et une énergie infinie est nécessaire pour atteindre des vitesses lumineuses. Les photons nont pas de masse, ils peuvent donc voyager en « c »
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Réponse
Cette question est plus subtile quil ny paraît à première vue, et elle a à voir avec ce que vous voulez dire en «mesurant une vitesse». Vous pourriez dire que vous choisissez une unité, disons des mètres par seconde, puis vous mesurez combien de fois la vitesse de la lumière est supérieure à un mètre par seconde. Cela semble assez simple. Sauf …
Quest-ce quun mètre? Et quest-ce quune seconde? Eh bien, vous pourriez retirer votre métrique et me dire que là, cest « un mètre. Quant à une seconde, cest facile: tout le monde sait ce quest une journée, alors divisez-la en 24 heures, divisez chacune de celles-ci. en 60 minutes, puis divisez chacun de ces éléments en 60 morceaux, et cest ce quune seconde est. Et, franchement, cest ce que les gens ont fait pendant un certain temps. Voici la métrique officielle du Bureau international des poids et mesures , qui définissait le mètre jusquen 1960.
Mais que sest-il passé en 1960? Y a-t-il eu une distorsion dans le continuum espace-temps qui a changé la longueur dun mètre? Malheureusement non. Tout ce qui sest passé, cest que beaucoup de gens ont commencé à vouloir mesurer les distances avec précision, et parfois ils navaient pas leur copie du International Prototype Meter avec eux , ou peut-être quil sest plié. De plus, à ce moment-là, les gens avaient inventé l interférométrie qui leur permettait de mesurer des distances très précises avec beaucoup moins de strabisme sur de minuscules lignes sur un mètre En fait, tout cela s’était produit plusieurs décennies avant 1960. 1960 n’était que l’année où le Bureau international des poids et mesures en avait finalement marre de toutes les plaintes et a décidé de remplacer le prototype de compteur international par …
Le standard du krypton. Plutôt que dêtre un code de comportement suivi par Superman, le standard du krypton a redéfini un mètre en termes de propriété de lélément krypton. Parfois, le krypton sexcite, et lorsquil se rétablit, il libère de lorange. lumière rouge. Le mètre a alors été défini comme 1 650 763,73 longueurs donde de cette lumière. Super, maintenant que vous avez choisi ce quest un mètre, vous pouvez faire de la science.
Oh, mais la longueur donde de la lumière est différente entre lair et le vide, vous devez donc vous assurer de mesurer le krypton longueurs donde dans le vide. Oh, et il y a aussi cinq isotopes stables différents du krypton, et chacun deux libère de la lumière à des longueurs donde légèrement différentes. Vous soupirez, sortez votre centrifugeuse, faites tourner du gaz krypton pour séparer les isotopes du krypton, Prenez le plus lourd, le krypton-86, et mesurez sa longueur donde. OK, maintenant que vous savez ce quest un mètre, vous pouvez mesurer la vitesse de la lumière.
Mais attendez! Et le second? Mais navons-nous pas déjà réglé cela en le définissant comme une certaine fraction de jour? Malheureusement, il savère que le taux de rotation de la Terre change, donc lutiliser pour définir une seconde nest pas bon. Le taux de rotation ralentit progressivement en raison des forces de marée de la Lune, et il change également sporadiquement en raison de la réarrangement de la masse de la Terre, un peu comme un patineur artistique déplaçant ses bras pour tourner plus vite, sauf avec des tremblements de terre et des explosions volcaniques.
Eh bien, merde. Alors vous pensez plus grand et décidez dutiliser la révolution la Terre autour du soleil pour définir une seconde. Mais, hélas, il savère que, comme un jour, une année nest pas aussi constante que vous le pensez.Le remorqueur de Jupiter et des autres planètes sur le Soleil suffit à le déplacer un peu sur sa trajectoire, ce qui peut changer légèrement la durée dune année dune manière difficile à prévoir. Hélas, les intervalles de temps que vous pensiez être constant vous ont tous trahis.
Mais tout espoir nest pas perdu! L horloge atomique vient à la rescousse. Tout comme votre ami krypton- 86, latome de césium 133 libère également de la lumière à des fréquences particulières lorsquil se stabilise après avoir été excité. Une horloge atomique peut mesurer cette fréquence très précisément, ce qui vous permet de définir la seconde comme le temps quil faut pour quil y ait 9 192 631 770 oscillations de la lumière émise.
Après tout votre dur travail de clouage dun mètre et dune seconde, vous pouvez enfin mesurer la vitesse de la lumière comme vous le vouliez depuis le début. Le Bureau international des poids et mesures a redéfini le mètre en 1983 comme étant la longueur parcourue par la lumière en 1 / (299 792 458) seconde. La vitesse de la lumière est donc exactement de 299 792 458 mètres par seconde, avec une précision arbitraire, par définition. Mais cest de la triche!
Dun autre côté, dun point de vue physique, utiliser une unité pour mesurer la longueur et une autre unité pour mesurer le temps est à peu près aussi logique que dutiliser des miles pour mesurer des distances horizontales et des pieds mesurer des distances verticales. Oui, aller à 100 miles au nord est très différent de monter à 100 miles, mais si vous insistez pour utiliser des unités différentes pour les longueurs horizontales et verticales, garçon allez-vous vous amuser à installer des échelles.
Ou jouer avec des lasers, si vous sortez de la métaphore. En fait, si, au lieu dutiliser la longueur donde de la lumière du krypton-86 pour définir un mètre et la fréquence de la lumière du césium-133 pour définir une seconde, vous aviez choisi le même atome pour les deux, alors vous vous retrouveriez avec le même sorte de tricherie pour la vitesse de la lumière. La longueur donde de cette lumière multipliée par sa fréquence est la vitesse de la lumière, donc si vous fixez la longueur donde par définition et que vous fixez la fréquence par définition, vous finissez par fixer la vitesse de la lumière par définition. Cest une réponse très insatisfaisante.
Cependant, laffaire nest pas close, et il y a toujours une question très raisonnable à poser: avec quelle précision pouvez-vous mesurer les vitesses, au moins théoriquement? chose qui bouge, avec quelle précision pouvez-vous mesurer sa vitesse en termes de vitesse de la lumière? Ou, si vous le souhaitez, avec quelle précision pouvez-vous mesurer la vitesse de la lumière en termes de vitesse de la chose?
Heisenberg « s Principe dincertitude ne pose pas vraiment de problème pour vous. Le principe dit que vous ne pouvez pas connaître à la fois la position et le moment dune particule: si vous voulez plus de précision dans la mesure dune quantité, vous devez renoncer à la précision de lautre grandeur Cependant, si vous connaissez la masse de repos de la particule, alors vous pouvez calculer la vitesse de la particule en ne connaissant que son élan, et vous pouvez connaître l’élan aussi précisément que vous le souhaitez, à condition de renoncer à tout espoir de trouver où le particule est.
Il y a aussi quelque chose à dire à propos de la longueur de Planck . Cependant, ce nest pas clair pour le moment, le cas échéant , signification physique de la longueur de Planck. Si vous pensez que la longueur de Planck est la plus petite longueur mesurable, alors la plus petite vitesse théoriquement mesurable est la longueur de Planck divisée par la durée de vie de lunivers. Donc, si vous voulez mesurer la vitesse dune particule en mouvement, vous ne pourrez pas la calculer avec une plus grande précision que la longueur de Planck divisée par la durée de vie de lunivers. Pas de chance, je sais. Bien sûr, si lunivers continuera pour toujours, comme on le croit actuellement, alors il ny a aucune limite à votre précision.