Beste svaret
Lyset beveger seg omtrent 300 000 kilometer per sekund i et vakuum, som har en brytningsindeks på 1,0, men den bremser ned til 225 000 kilometer per sekund i vann (brytningsindeks = 1,3) og 200 000 kilometer per sekund i glass (brytningsindeks på 1,5). Og tregest i Diamond Light har konstant hastighet, bare frekvensen og bølgelengden varierer Lysets hastighet endres ikke, den må bevege seg mer i et medium enn i vakuum. Når lyset passerer gjennom et medium, absorberer elektronene i mediet energien fra lyset og blir begeistret og slipper dem tilbake. Denne absorpsjonen og re-utslipp av lys gir gjenstander farge. Dermed samhandler lys med partikkelen i mediet, noe som forårsaker forsinkelse. Men hastigheten forblir den samme, bare den må kjøre mer avstand i den gitte tiden, så det ser ut til at hastigheten varierer, men det er den ikke. Det er umulig for noen fysisk gjenstand å reise med eller mer enn lysets hastighet. Den eneste grunnen til at en foton kan bevege seg i lyshastigheter, er fordi den er mindre. Ethvert objekt som har masse når dekkene når lyset, øker massen, kalt relativistisk masse. Så når det akselererer for å nå lyshastigheter, blir det mer massivt, og det kreves en uendelig energi for å nå lyshastigheter. Fotoner har ingen masse så den kan reise på c
Siste video fra kanalen min
Svar
Dette spørsmålet er mer subtilt enn det som kan vises ved første øyekast, og det har å gjøre med det du mener ved å «måle en hastighet.» Du kan si at du velger en enhet, si meter per sekund, og deretter måler du hvor mange ganger større lyshastigheten er enn en meter per sekund. Virker enkelt nok. Bortsett fra …
Hva er en meter? Og hva er et sekund? Vel, du kan trekke ut målestokken din og fortelle meg at der, det «en meter. Når det gjelder et sekund, er det enkelt: Alle vet hva en dag er, så bare del det opp i 24 timer, del opp hver av dem opp i 60 minutter, del deretter hver av disse i 60 stykker, og det er hva et sekund er. Og ærlig talt er det det folk gjorde en stund. Her er den offisielle måleren til International Bureau of Weights and Measures , som definerte måleren frem til 1960.
Men hva skjedde i 1960? Var det en forvrengning i romtidskontinuumet som endret lengden på en meter? Dessverre, nei. Alt som skjedde var at mange begynte å ville måle avstander nøyaktig, og noen ganger hadde de ikke tilfeldigvis kopien av International Prototype Meter med seg , eller kanskje det ble bøyd. Også på den tiden hadde folk oppfunnet Interferometri som lar dem måle veldig presise avstander med mye mindre skråblikk på små linjer på en meterstokk Faktisk hadde alt dette skjedd mange tiår før 1960. 1960 var bare året da International Bureau of Weights and Measures endelig ble lei av alle klagene og bestemte seg for å erstatte den internasjonale prototypemåleren med …
Krypton-standarden. I stedet for å være en oppførselskode etterfulgt av Superman, omdefinerte krypton-standarden en meter i form av en egenskap for elementet krypton. Noen ganger blir krypton begeistret, og når den legger seg ned igjen frigjør den oransje-ish rødt lys. Måleren ble deretter definert som 1 650 763,73 bølgelengder på dette lyset. Flott, nå som du har bestemt deg for hva en meter er, kan du gjøre vitenskap.
Åh, men lysets bølgelengde er forskjellig mellom luft og vakuum, så du må sørge for å måle kryptonet bølgelengder i vakuum. Åh, og det er også fem forskjellige stabile isotoper av krypton, og hver av dem frigjør lys ved litt forskjellige bølgelengder. Du sukker, drar ut sentrifugen din, snurrer opp kryptongass for å skille ut kryptons isotoper, ta den tyngste, krypton-86, og mål bølgelengden til den. OK, nå som du vet hva en meter er, kan du måle lysets hastighet.
Men vent! Hva med det andre? Men avklarte vi ikke det allerede med å definere det som en viss brøkdel av en dag? Dessverre viser det seg at hastigheten på jordens rotasjon endres, så det er ikke bra å bruke den til å definere et sekund. Rotasjonshastigheten avtar gradvis på grunn av tidevannskreftene fra månen, og den endres også sporadisk på grunn av omlegging av jordens masse, som en kunstløper som beveger armene inn for å snurre raskere bortsett fra med jordskjelv og vulkanske eksplosjoner.
Vel, dritt. Så du tenker større og bestemmer deg for å bruke revolusjonen til jorden rundt solen for å definere et sekund. Men akk, det viser seg at, som en dag, et år ikke er så konstant som du tror.Taubåten til Jupiter og de andre planetene på Solen er nok til å bevege den litt av kurs, noe som kan endre lengden på et år litt på en måte som er vanskelig å forutsi. Alas, tidsintervallene du trodde var konstant har alt forrådt deg.
Men alt håp er ikke tapt! Atomic Clock kommer til unnsetning. Akkurat som vennen din krypton- 86 frigjør atomet cesium-133-atomet også lys i bestemte frekvenser når det legger seg etter å ha blitt begeistret. En atomur kan måle denne frekvensen veldig presist, som lar deg definere det andre som tiden det tar for det å være 9192,631,770 svingninger det sendte lyset.
Etter alt ditt harde arbeid med å spikre ned en meter og et sekund, kan du endelig måle lysets hastighet slik du ville hele tiden. Men hva er dette? International Bureau of Weights and Measures omdefinerte måleren i 1983 til å være lengden som lyset beveger seg på 1 / (299 792 458) sekunder. Lysets hastighet er således nøyaktig 299.792.458 meter per sekund, til vilkårlig nøyaktighet, per definisjon. Men det er juks!
Fra et fysikkperspektiv er det derimot omtrent like fornuftig å bruke en enhet for å måle lengde og en annen enhet for å måle tid som å bruke miles for å måle horisontale avstander og føtter til måle vertikale avstander. Ja, å gå 100 miles nord er veldig annerledes fra å gå 100 miles opp, men hvis du insisterer på å bruke forskjellige enheter for horisontale og vertikale lengder, gutt skal du ha det morsomt med å sette opp stiger.
Eller leke med lasere, hvis du bryter ut av metaforen. Faktisk, hvis, i stedet for å bruke bølgelengden på lys fra krypton-86 for å definere en meter og lysfrekvensen fra cesium-133 for å definere et sekund, hadde du valgt samme atom for begge, så ville du avvikle med det samme slags juks for lysets hastighet. Bølgelengden til det lyset ganger frekvensen er lysets hastighet, så hvis du fikser bølgelengden per definisjon og du fikser frekvensen per definisjon, ender du opp med å fikse lysets hastighet per definisjon. Det er et veldig lite tilfredsstillende svar.
Saken er imidlertid ikke avsluttet, og det er fortsatt et veldig rimelig spørsmål å stille: Hvor nøyaktig kan du måle hastigheter, i det minste teoretisk? Hvis du ser en ting som beveger seg, hvor nøyaktig kan du måle hastigheten når det gjelder lysets hastighet? Eller, hvis du vil, hvor nøyaktig kan du måle lysets hastighet når det gjelder tingen «s hastighet?
Heisenberg» s Usikkerhetsprinsipp utgjør faktisk ikke noe problem for deg. Prinsippet sier at du ikke kan vite både en partikkels posisjon og momentum: Hvis du vil ha mer nøyaktighet i å måle en mengde, må du gi opp nøyaktighet i den andre mengden Hvis du kjenner partikkelens hvilemasse, kan du imidlertid beregne partikkelens hastighet og kun kjenne dens fremdrift, og du kan kjenne fremdriften så nøyaktig du vil, forutsatt at du gir opp alt håp om å finne ut partikkel er.
Det er også noe å si om Planklengde . Imidlertid er det foreløpig ikke klart hva, om noen , fysisk betydning Planck-lengden har. Hvis du mener at Planck-lengden er den minste målbare lengden, er den minste teoretisk målbare hastigheten Planck-lengden delt på levetiden til universet. Så hvis du vil måle hastigheten til en bevegelig partikkel, vil du ikke kunne beregne den med større nøyaktighet enn Planck-lengden delt på universets levetid. Takk, jeg vet. Selvfølgelig, hvis universet vil fortsette for alltid, slik det antas for øyeblikket, så er det ingen grense for nøyaktigheten din.