ベストアンサー
光は約 300,000キロ/秒で移動します真空中、屈折率は1.0ですが、水中では毎秒225,000キロメートル（屈折率= 1.3）、毎秒200,000キロメートルまで減速します。 ガラス製（屈折率1.5）。そして、ダイヤモンドライトの中で最も遅いのは一定の速度であり、その周波数と波長のみが変化します光の速度は変化せず、真空中よりも媒体内をより多く移動する必要があります。光が媒体を通過するとき、媒体内の電子がエネルギーを吸収します光から興奮し、それらを解放します。この光の吸収と再放出は、オブジェクトに色を与えます。したがって、光は媒体内の粒子と相互作用し、遅延を引き起こします。しかし、速度は同じままで、指定された時間内により多くの距離を移動する必要があるだけなので、速度は変化しているように見えますが、そうではありません。物体が光速以上で移動することは不可能です。光子が光速で移動できる唯一の理由は、質量が少ないためです。タイヤが光速に達するときに質量を持つオブジェクトは、相対論的質量と呼ばれる質量が増加します。したがって、加速して光速に達すると、それはより大きくなり、光速に達するには無限のエネルギーが必要になります。フォトンには質量がないため、「c」で移動できます
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回答
この質問は、一見したところよりも微妙であり、意味と関係があります。 「速度を測定する」ことによって。単位を選択すると言うかもしれません。たとえば、メートル/秒で、光の速度がメートル/秒の何倍かを測定します。簡単そうです。を除いて…
メーターとは何ですか？そして、秒は何ですか？さて、物差しを抜いて、そこに「メーター」と言うかもしれません。1秒は簡単です。誰もが1日が何であるかを知っているので、24時間に分割し、それぞれを分割します。 60分に分割し、それぞれを60個に分割します。これが1秒です。率直に言って、それは人々がしばらくの間行ったことです。これは、1960年までメーターを定義した国際度量衡局の公式物差しです。
しかし、1960年に何が起こったのでしょうか。メーターの長さを変える時空の連続体に歪みがありましたか？悲しいことに、いいえ。起こったのは、多くの人々が距離を正確に測定したいと思ったということだけでした。時には、国際プロトタイプメートルのコピーを持っていなかったことがありました。また、その時までに、人々は干渉法を発明しました。これにより、メータースティックの小さな線で目を細めることなく、非常に正確な距離を測定できます。 。実際、これはすべて1960年より何十年も前に起こっていました。1960年は、国際重量測定局が最終的にすべての苦情にうんざりし、国際プロトタイプメーターを…
に置き換えることを決定したちょうど年でした。
クリプトン標準。スーパーマンが従う行動規範ではなく、クリプトン標準は要素クリプトンの特性の観点からメーターを再定義しました。クリプトンが興奮し、落ち着くとオレンジ色がかった色になります。赤色光メーターは、1,650,763.73波長のこのライト。さて、「メートルとは何かが決まったので、科学を行うことができます。
ああ、でも光の波長は空気と真空で異なるので、クリプトンを測定する必要があります。真空中の波長。ああ、また、クリプトンの5つの異なる安定した同位体があり、それぞれがわずかに異なる波長の光を放出します。ため息をつき、遠心分離機を取り出し、クリプトンガスを回転させて、クリプトンの同位体を分離します。最も重いものであるクリプトン-86を取り、その波長を測定します。OK、メーターが何であるかがわかったので、光の速度を測定できます。
しかし、待ってください！2番目はどうですか？しかし、それを1日の特定の割合として定義することで、すでにそれを解決していませんか？残念ながら、地球の自転速度が変化することが判明したため、それを使用して秒を定義するのは良くありません。回転速度は、月からの潮汐力のために徐々に遅くなり、また、地球の質量の再配置、地震と火山爆発を除いて、腕を速く回転させるフィギュアスケーターのようなものです。
まあ、がらくた。だから、あなたはもっと大きく考えて、の革命を使うことにしました。太陽の周りの地球は秒を定義します。しかし、残念ながら、1日のように、1年はあなたが思っているほど一定ではないことがわかります。木星と太陽の他の惑星の引っ張りは、それをコースから少し外すのに十分であり、それは予測するのが難しい方法で1年の長さをわずかに変える可能性があります。悲しいかな、あなたが思った時間間隔は常にあなたを裏切っています。
しかし、すべての希望が失われるわけではありません！原子時計が助けになります。友達のクリプトンのように- 86、原子セシウム-133原子はまた、興奮した後に落ち着くときに特定の周波数の光を放出します。原子時計はこの周波数を非常に正確に測定できるため、秒を9,192,631,770回の振動が発生するのにかかる時間として定義できます。放出された光。
1メートルと1秒を釘付けにするためのすべてのハードワークの後、最終的にあなたがずっと望んでいたように光の速度を測定することができます。国際度量衡局は、1983年にメーターを再定義して、光が1 /（299,792,458）秒で移動する長さにしました。したがって、光の速度は、定義上、任意の精度で、正確に毎秒299,792,458メートルです。しかし、それはごまかしです！
一方、物理学の観点からは、1つの単位を使用して長さを測定し、別の単位を使用して時間を測定することは、マイルを使用して水平距離を測定するのと同じくらい意味があります。垂直距離を測定します。はい、100マイル北に行くことは、100マイル上に行くこととは非常に異なりますが、水平方向と垂直方向の長さに異なる単位を使用することを主張する場合は、男の子はしごを設置するのは楽しい時間ですか。
または、比喩から抜け出した場合は、レーザーで遊んでください。実際、クリプトン-86からの光の波長を使用して定義する代わりに、メートルと秒を定義するためのセシウム133からの光の周波数、両方に同じ原子を選択した場合、同じ結果になります。光の速度のための一種の不正行為。その光の波長とその周波数の積が光の速度であるため、定義によって波長を固定し、定義によって周波数を固定すると、定義によって光の速度を固定することになります。それは「非常に満足のいく答えではありません。
しかし、ケースはクローズされておらず、質問する非常に合理的な質問がまだあります。少なくとも理論的には、速度をどの程度正確に測定できますか？動いているもの、光速の観点からその速度をどれだけ正確に測定できますか？または、必要に応じて、物の速度の観点から光速をどの程度正確に測定できますか？
ハイゼンベルグの不確定性原理は実際には問題になりません。原理では、粒子の位置と運動量の両方を知ることはできません。一方の量をより正確に測定したい場合は、もう一方の量の正確さをあきらめる必要があります。ただし、粒子の静止質量がわかっている場合は、その運動量だけを知って粒子の速度を計算できます。また、どこを見つけるかという希望をすべてあきらめれば、運動量を好きなだけ正確に知ることができます。粒子は。
プランクの長さについても言うべきことがあります。しかし、現時点では、もしあれば、何が明確ではありません。 、プランクの長さが持つ物理的重要性。プランク長が測定可能な最小の長さであると信じる場合、理論的に測定可能な最小の速度は、プランク長を宇宙の寿命で割ったものです。したがって、移動する粒子の速度を測定したい場合は、プランク長を宇宙の寿命で割った値よりも高い精度で計算することはできません。運が悪いと思います。もちろん、宇宙の場合は現在信じられているように、永遠に続くでしょう、そしてあなたの正確さに制限はありません。