Чему равна скорость света

Хотя в обыденной жизни редко кому приходится непосредственно рассчитывать, чему равна скорость света, интерес к данному вопросу проявляется еще в детстве. Удивительно, но все мы ежедневно сталкиваемся с признаком константы скорости распространения электромагнитных волн. Скорость света – это фундаментальная величина, благодаря которой вся Вселенная существует именно в том виде, какой мы ее знаем.

Наверняка, каждый, наблюдая в детстве за вспышкой молнии и последующим за ней раскатом грома, пытался понять, чем вызвана задержка между первым и вторым явлением. Несложные мысленные рассуждения быстро приводили к закономерному выводу: скорость света и звука различна. Это первое знакомство с двумя важными физическими величинами. Впоследствии кто-то получал необходимые знания и мог легко объяснить происходящее. Что же является причиной странного поведения грома? Ответ заключается в том, что скорость света, составляющая около 300 тыс. км/с, почти в миллион раз превышает скорость распространения звуковых колебаний в воздухе (330 м/с). Поэтому человек сначала видит вспышку света от электрической дуги молнии и лишь через время слышит грохот грома. Например, если от эпицентра до наблюдателя 1 км, то свет преодолеет это расстояние за 3 микросекунды, а вот звуку понадобится целых 3 с. Зная скорость света и время задержки между вспышкой и громом, можно вычислить расстояние.


Попытки измерить ее предпринимались давно. Сейчас довольно забавно читать о проводимых экспериментах, однако, в те далекие времена, до появления точных приборов, все было более чем серьезно. При попытках узнать, какова скорость света, был проведен один интересный опыт. С одного конца вагона быстро перемещающегося поезда находился человек с точным хронометром, а с противоположной стороны его помощник по команде открывал заслонку лампы. Согласно задумке, хронометр должен был позволить определить скорость распространения фотонов света. Причем благодаря смене позиций лампы и хронометра (при сохраняющемся направлении движения поезда), удалось бы узнать, постоянна ли скорость света, или ее можно увеличить/уменьшить (в зависимости от направления луча, теоретически, быстрота движения поезда могла бы влиять на измеряемую в эксперименте скорость). Конечно, опыт не удался, так как скорость света и регистрация хронометром несопоставима.

Впервые максимально точное измерение было выполнено в 1676 году благодаря наблюдениям за спутником Юпитера. Олаф Ремер обратил внимание, что реальное появление Ио и расчетные данные различались на 22 минуты. Когда планеты сближались, задержка уменьшалась. Зная расстояние, удалось вычислить скорость света. Она составила около 215 тыс. км/с. Затем, в 1926 году, Д. Бредли, изучая изменение видимых положений звезд (аберрацию), обратил внимание на закономерность. Точка размещения звезды менялась в зависимости от времени года. Следовательно, влияние оказывало положение планеты относительно Солнца. Можно привести аналогию – капли дождя. Без ветра они летят вертикально вниз, но стоит побежать – и их видимая траектория изменяется. Зная скорость вращения планеты вокруг Солнца, удалось вычислить скорость света. Она составила 301 тыс. км/с.

В 1849 году А. Физо провел следующий опыт: между источником света и зеркалом, удаленным на 8 км, находилось вращающееся зубчатое колесо. Скорость его вращения увеличивали до тех пор, пока в следующем зазоре поток отраженного света не превращался в постоянный (немерцающий). Расчеты дали 315 тыс. км/с. Через три года Л. Фуко заменил колесо вращающимся зеркалом и получил 298 тыс. км/с.

Последующие опыты становились все точнее, учитывая преломление в воздухе и пр. В настоящее время актуальными считаются данные, полученные с помощью цезиевых часов и лазерного луча. Согласно им, скорость света в вакууме равна 299 тыс. км/с.

Чему световой год равен?
Мы регулярно используем числа в своей повседневной жизни. И к этим числам мы привыкли давно, будто к своего рода инструментам. Но что же происходит в тот момент, когда мы выходим за рамки повседневных привычных вещей и сталкиваемся с необычными числовыми значениями? Об огромных расстояниях Вселенной и пойдет речь ниже.
далее
Чему световой год равен?
Узнаем как рассчитывается показатель преломления
Чтобы определить количество растворенного вещества в воде, качество нефтепродукта, доказать подлинность драгоценного камня и т. д., требуется знать показатель преломления той или иной среды. Определяется его величина по формулам. Кроме того, специально для этой цели изобретен прибор - рефрактометр.
далее
Узнаем как рассчитывается показатель преломления
Волны: частота волны через длину и другие формулы
Длина волны - важный физический параметр, необходимый для решения многих задач акустики и радиоэлектроники. Ее можно высчитать несколькими способами, в зависимости от того, какие параметры заданы. Удобнее всего это делать, зная частоту или период и скорость распространения.
далее
Волны: частота волны через длину и другие формулы
Постулаты Эйнштейна: учебные материалы и элементы специальной теории
На рубеже 19 и 20 веков наука физика находилась в критичной ситуации. Выходом из нее стал отказ Эйнштейна от классического взгляда на пространство и время. То, что раньше казалось понятным и очевидным, на самом деле - переменчиво! Постулаты Эйнштейна доказывают, что величины и понятия, считавшиеся в нерелятивистской физике константами, в данной теории примыкают к разряду относительных.
далее
Постулаты Эйнштейна: учебные материалы и элементы специальной теории