Melhor resposta
A luz viaja a aproximadamente 300.000 quilômetros por segundo no vácuo, que tem um índice de refração de 1,0, mas diminui para 225.000 quilômetros por segundo na água (índice de refração = 1,3) e 200.000 quilômetros por segundo em vidro (índice de refração de 1,5). E mais lento em Diamond Light tem velocidade constante, apenas sua frequência e comprimento de onda variam. A velocidade da luz não muda, ela tem que viajar mais em um meio do que no vácuo. Quando a luz está passando por um meio, os elétrons no meio absorvem a energia da luz e fica animado e os libera de volta. Essa absorção e reemissão de luz dá cor aos objetos. Assim, a luz interage com a partícula no meio, o que causa atraso. Mas a velocidade continua a mesma, só que tem que percorrer mais distância no tempo determinado, então parece que a velocidade está variando, mas não está. É impossível para qualquer objeto físico viajar na velocidade da luz ou mais dela. A única razão pela qual um fóton pode viajar na velocidade da luz é porque ele tem menos massa. Qualquer objeto com massa quando os pneus atingem a velocidade da luz aumenta sua massa, chamada de massa relativística. Assim, à medida que acelera para atingir a velocidade da luz, torna-se mais massivo e uma energia infinita é necessária para atingir a velocidade da luz. Os fótons não têm massa, então podem viajar em c
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Resposta
Esta pergunta é mais sutil do que pode parecer à primeira vista e tem a ver com o que você quer dizer por “medir uma velocidade”. Você pode dizer que escolhe uma unidade, digamos metros por segundo, e então mede quantas vezes maior a velocidade da luz do que um metro por segundo. Parece bastante simples. Exceto …
O que é um medidor? E o que é um segundo? Bem, você pode puxar seu medidor e me dizer que ali, é um medidor. Por um segundo, é fácil: todo mundo sabe o que é um dia, então divida isso em 24 horas, divida cada um deles em 60 minutos, depois divida cada uma em 60 partes, e isso é o que é um segundo. E, francamente, foi isso que as pessoas fizeram por um tempo. Aqui está o medidor oficial do Bureau Internacional de Pesos e Medidas , que definiu o medidor até 1960.
Mas o que aconteceu em 1960? Houve uma distorção no continuum do espaço-tempo que mudou o comprimento de um metro? Infelizmente não. Tudo o que aconteceu foi que muitas pessoas começaram a querer medir distâncias com precisão e, às vezes, não tinham sua cópia do Medidor Internacional de Protótipo com elas , ou talvez tenha dobrado. Além disso, nessa época as pessoas já haviam inventado a interferometria , que permitia medir distâncias muito precisas com muito menos estrabismo em linhas minúsculas em um medidor . Na verdade, tudo isso aconteceu muitas décadas antes de 1960. 1960 foi apenas o ano em que o Bureau Internacional de Pesos e Medidas finalmente se cansou de todas as reclamações e decidiu substituir o medidor de protótipo internacional por …
O padrão do criptônio. Em vez de ser um código de comportamento seguido pelo Super-homem, o padrão do criptônio redefiniu um metro em termos de uma propriedade do elemento criptônio. Às vezes, o criptônio fica excitado e, quando se estabiliza, libera um tom alaranjado luz vermelha. O medidor foi então definido como 1.650.763,73 comprimentos de onda de esta luz. Ótimo, agora que você definiu o que é um metro, você pode fazer ciência.
Oh, mas o comprimento de onda da luz é diferente entre o ar e o vácuo, então você tem que medir o criptônio comprimentos de onda no vácuo. Ah, e também existem cinco diferentes isótopos estáveis de criptônio, e cada um deles libera luz em comprimentos de onda ligeiramente diferentes. Você suspira, pegue sua centrífuga, gire um pouco de gás criptônio para separar os isótopos de criptônio, pegue o mais pesado, o krypton-86, e meça o comprimento de onda dele. OK, agora que você sabe o que é um metro, pode medir a velocidade da luz.
Mas espere! E o segundo? Mas já não resolvemos isso definindo-o como uma determinada fração de um dia? Infelizmente, acontece que a taxa de rotação da Terra muda, então usá-la para definir um segundo não é bom. A taxa de rotação diminui gradualmente devido às forças de maré da Lua, e também muda esporadicamente devido ao rearranjo da massa da Terra, como uma espécie de patinador artístico movendo seus braços para girar mais rápido, exceto com terremotos e explosões vulcânicas.
Bem, merda. Então você pensa maior e decide usar a revolução de a Terra ao redor do sol para definir um segundo. Mas, infelizmente, acontece que, como um dia, um ano não é tão constante quanto você pensa.O puxão de Júpiter e dos outros planetas do Sol é suficiente para desviá-lo um pouco do curso, o que pode alterar ligeiramente a duração de um ano de uma forma difícil de prever. Infelizmente, os intervalos de tempo que você pensava serem constantes traíram você.
Mas nem toda esperança está perdida! O relógio atômico vem em seu socorro. Assim como seu amigo krypton- 86, o átomo de césio-133 também libera luz em frequências específicas quando se estabelece após ser excitado. Um relógio atômico pode medir essa frequência com muita precisão, o que permite definir o segundo como o tempo que leva para haver 9.192.631.770 oscilações de a luz emitida.
Depois de todo o seu trabalho duro para acertar um metro e um segundo, você pode finalmente medir a velocidade da luz como sempre quis. Mas o que é isso? O Bureau Internacional de Pesos e Medidas redefiniu o metro em 1983 para ser o comprimento que a luz viaja em 1 / (299.792.458) segundos. A velocidade da luz é, portanto, exatamente 299.792.458 metros por segundo, com uma precisão arbitrária, por definição. Mas isso é trapaça!
Por outro lado, do ponto de vista da física, usar uma unidade para medir o comprimento e outra para medir o tempo faz tanto sentido quanto usar milhas para medir distâncias horizontais e pés para medir distâncias verticais. Sim, ir 100 milhas ao norte é muito diferente de subir 100 milhas, mas se você insistir em usar unidades diferentes para comprimentos horizontais e verticais, rapaz você vai se divertir montando escadas.
Ou brincando com lasers, se você sair da metáfora. Na verdade, se, em vez de usar o comprimento de onda da luz do criptônio-86 para definir um metro e a frequência da luz de césio-133 para definir um segundo, você escolheu o mesmo átomo para ambos, então você “acabaria com o mesmo tipo de trapaça pela velocidade da luz. O comprimento de onda dessa luz vezes sua frequência é a velocidade da luz, então se você fixa o comprimento de onda por definição e fixa a frequência por definição, então você acaba fixando a velocidade da luz por definição. É uma resposta muito insatisfatória.
No entanto, o caso não está encerrado e ainda há uma pergunta muito razoável a se fazer: Com que precisão você pode medir as velocidades, pelo menos teoricamente? Se você ver um coisa que está se movendo, com que precisão você pode medir sua velocidade em termos da velocidade da luz? Ou, se quiser, com que precisão você pode medir a velocidade da luz em termos da velocidade da coisa?
Heisenberg “s Princípio da incerteza não representa realmente um problema para você. O princípio diz que você não pode saber a posição e o momento de uma partícula: se você quiser mais precisão na medição de uma quantidade, terá que abrir mão da precisão na outra quantidade . No entanto, se você conhece a massa de repouso da partícula, então você pode calcular a velocidade da partícula sabendo apenas seu momento, e você pode saber o momento com a precisão que quiser, desde que desista de toda esperança de encontrar onde o partícula é.
Também há algo a ser dito sobre o comprimento de Planck . No entanto, não está claro atualmente o que, se houver , significado físico que o comprimento de Planck tem. Se você acredita que o comprimento de Planck é o menor comprimento mensurável, então a menor velocidade teoricamente mensurável é o comprimento de Planck dividido pelo tempo de vida do universo. Portanto, se você quiser medir a velocidade de uma partícula em movimento, não será capaz de computá-la com maior precisão do que o comprimento de Planck dividido pela vida útil do universo. Que azar, eu sei. Claro, se o universo continuará para sempre, como se acredita atualmente, então não há limite para a sua precisão.