Cel mai bun răspuns
Lumina se deplasează cu aproximativ 300.000 de kilometri pe secundă în vid, care are un indice de refracție de 1,0, dar încetinește până la 225.000 de kilometri pe secundă în apă (indicele de refracție = 1.3) și 200.000 de kilometri pe secundă în sticlă (indicele de refracție de 1,5). Și cel mai lent din Diamond Light are viteză constantă, doar frecvența și lungimea de undă variază Viteza luminii nu se schimbă, trebuie să călătorească mai mult într-un mediu decât în vid, Când lumina trece printr-un mediu, electronii din mediu absoarbe energia din lumină și se entuziasmează și îi eliberează înapoi. Această absorbție și emisiune de lumină conferă obiectelor culoare. Astfel, lumina interacționează cu particula din mediu, ceea ce provoacă întârziere. Dar viteza rămâne aceeași, doar că trebuie să parcurgă mai multă distanță în timpul dat, deci se pare că viteza variază, dar nu este. Este imposibil ca orice obiect fizic să călătorească la viteza luminii sau mai mult decât aceasta. Singurul motiv pentru care un foton poate călători cu viteza luminii este că este mai puțin masă. Orice obiect care are masă atunci când anvelopele pentru a ajunge la lumină accelerează masa acestora, numită masă relativistă. Deci, pe măsură ce accelerează pentru a atinge viteza luminii, devine mai masivă și este necesară o energie infinită pentru a atinge viteza luminii. Fotonii nu au masă, astfel încât să poată călători la „c”
Ultimul videoclip de pe canalul meu
Răspuns
Această întrebare este mai subtilă decât poate apărea la prima vedere și are legătură cu ceea ce vrei să spui prin „măsurarea unei viteze”. S-ar putea spune că alegeți o unitate, să spunem metri pe secundă și apoi măsurați de câte ori este mai mare viteza luminii decât un metru pe secundă. Pare destul de simplu. Cu excepția …
Ce este un contor? Și ce este o secundă? Ei bine, s-ar putea să vă scoateți meterstick-ul și să-mi spuneți că acolo este acel „metru. Într-o secundă, este ușor: toată lumea știe ce este o zi, așa că împărțiți-o în 24 de ore, împărțiți fiecare dintre acestea în 60 de minute, apoi împărțiți fiecare dintre acestea în 60 de bucăți și asta este secunda. Și, sincer, așa au făcut oamenii o vreme. Iată metrica oficială a Biroul internațional de greutăți și măsuri , care a definit contorul până în 1960.
Dar ce s-a întâmplat în 1960? A existat o distorsiune în continuumul spațiu-timp care a schimbat lungimea unui metru? Din pacate nu. Tot ce s-a întâmplat a fost că o mulțime de oameni au început să dorească să măsoare distanțele cu precizie și, uneori, nu li s-a întâmplat să aibă copia lor a International Prototype Meter sau, poate, s-a îndoit. De asemenea, până atunci oamenii au inventat Interferometria care le-a permis să măsoare distanțe foarte precise, cu mult mai puțin strabismul la liniile minuscule pe un meterstick De fapt, toate acestea se întâmplaseră cu multe decenii înainte de 1960. 1960 a fost doar anul în care Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri s-a săturat în cele din urmă de toate reclamațiile și a decis să înlocuiască contorul internațional de prototip cu …
Standardul Krypton. În loc să fie un cod de comportament urmat de Superman, standardul krypton a redefinit un metru în ceea ce privește o proprietate a elementului krypton. Uneori, kryptonul se entuziasmează și, atunci când se așează înapoi, eliberează orange-ish lumină roșie. Contorul a fost apoi definit ca 1.650.763,73 lungimi de undă de această lumină. Minunat, acum că v-ați stabilit ce înseamnă un metru, puteți face știință.
Oh, dar lungimea de undă a luminii este diferită între aer și vid, așa că trebuie să vă asigurați că măsurați criptonul. lungimi de undă în vid. Oh, și există, de asemenea, cinci izotopi stabili diferiți ai criptonului și fiecare dintre ei eliberează lumină la lungimi de undă ușor diferite. ia-o pe cea mai grea, krypton-86, și măsoară lungimea de undă a acesteia. OK, acum că știi ce înseamnă un metru, poți măsura viteza luminii.
Dar așteptați! Ce zici de a doua? Dar nu am stabilit deja acest lucru cu definirea acestuia ca o anumită fracțiune de zi? Din păcate, se dovedește că viteza de rotație a Pământului se schimbă, astfel încât utilizarea acesteia pentru definirea unei secunde nu este bună. reamenajarea masei Pământului, cam ca un patinator care își mișcă brațele pentru a se învârti mai repede, cu excepția cutremurelor și a exploziilor vulcanice.
Ei bine, prostii. Pământul din jurul soarelui pentru a defini o secundă. Dar, din păcate, se dovedește că, ca o zi, un an nu este „atât de constant pe cât ai crede”.Remorcarea lui Jupiter și a celorlalte planete de pe Soare este suficientă pentru a o îndepărta puțin de curs, ceea ce poate schimba ușor lungimea unui an într-un mod care este greu de previzionat. Din păcate, intervalele de timp pe care le credeați că sunt constant te-au trădat.
Dar orice speranță nu se pierde! Ceasul atomic vine în ajutor. La fel ca prietenul tău krypton- 86, atomul de cesiu-133 eliberează, de asemenea, lumină în anumite frecvențe atunci când se instalează după ce se excită. Un ceas atomic poate măsura această frecvență foarte precis, ceea ce vă permite să definiți a doua ca timpul necesar pentru a exista 9.162.631.770 oscilații ale lumina emisă.
După toată munca grea făcută cu un metru și o secundă, puteți măsura în cele din urmă viteza luminii așa cum ați dorit tot timpul. Dar ce este asta? Biroul Internațional de Măsuri și Măsuri a redefinit contorul în 1983 pentru a fi lungimea pe care lumina o parcurge în 1 / (299.792.458) secunde. Viteza luminii este astfel exact 299.792.458 metri pe secundă, la o precizie arbitrară, prin definiție. Dar această „înșelăciune!
Pe de altă parte, din perspectiva fizicii, folosirea unei unități pentru măsurarea lungimii și a altei unități pentru măsurarea timpului are la fel de mult sens ca utilizarea milei pentru măsurarea distanțelor orizontale și a picioarelor până la măsurați distanțele verticale. Da, a merge 100 de mile nord este foarte diferit de a merge 100 mile în sus, dar dacă insistați să utilizați diferite unități pentru lungimi orizontale și verticale, băiete o să te distrezi instalând scări.
Sau te joci cu lasere, dacă ieși din metaforă. De fapt, dacă, în loc să folosești lungimea de undă a luminii de la krypton-86 pentru a defini un metru și frecvența luminii de la cesiu-133 pentru a defini o secundă, ați ales același atom pentru ambele, apoi ați fi încheiat cu același un fel de trișare pentru viteza luminii. Lungimea de undă a acelei lumini de ori frecvența sa este viteza luminii, deci dacă fixați lungimea de undă prin definiție și fixați frecvența prin definiție, atunci ajungeți să fixați viteza luminii prin definiție. „Este un răspuns foarte nesatisfăcător.
Cu toate acestea, cazul nu este închis și există încă o întrebare foarte rezonabilă de pus: cât de precis puteți măsura viteze, cel puțin teoretic? Dacă vedeți un lucru care se mișcă, cât de precis îi puteți măsura viteza în termeni de viteză a luminii? Sau, dacă doriți, cât de precis puteți măsura viteza luminii în termeni de viteza lucrului?
Există, de asemenea, ceva de spus despre lungimea Planck . Cu toate acestea, în prezent nu este clar ce, dacă există , semnificație fizică pe care o are lungimea lui Planck. Dacă credeți că lungimea Planck este cea mai mică lungime măsurabilă, atunci cea mai mică viteză măsurabilă teoretic este lungimea Planck împărțită la durata de viață a universului. Deci, dacă doriți să măsurați viteza unei particule în mișcare, nu veți putea să o calculați la o precizie mai mare decât lungimea Planck împărțită la durata de viață a universului. Noroc dur, știu. Desigur, dacă universul va continua pentru totdeauna, așa cum se crede în prezent, atunci nu există nicio limită în ceea ce privește precizia dvs.