Скорость света — от чего зависит, чему равна во Вселенной
Несмотря на то что в обычной жизни рассчитывать скорость света нам не приходится, многих эта величина интересует с детского возраста.
Наблюдая за молнией во время грозы, наверняка каждый ребенок пытался понять, с чем связана задержка между ее вспышкой и громовыми раскатами. Очевидно, что свет и звук имеют разную скорость. Почему так происходит? Что такое скорость света и каким образом ее можно измерить?
Что такое скорость света?
В науке скоростью света называют быстроту перемещения лучей в воздушном пространстве или вакууме. Свет – это электромагнитное излучение, которое воспринимает глаз человека. Он способен передвигаться в любой среде, что оказывает прямое влияние на его скорость.
Попытки измерить эту величину предпринимались с давних времен. Ученые античной эпохи полагали, что скорость света является бесконечной. Такое же мнение высказывали и физики XVI–XVII веков, хотя уже тогда некоторые исследователи, такие как Роберт Гук и Галилео Галлилей, допускали конечность солнечных лучей.
Серьезный прорыв в изучении скорости света произошел благодаря датскому астроному Олафу Ремеру, который первым обратил внимание на запаздывание затмения спутника Юпитера Ио по сравнению с первичными расчетами.
Что такое скорость передвижения света?
Тогда ученый определил примерное значение скорости, равное 220 тысячам метров в секунду. Более точно эту величину сумел вычислить британский астроном Джеймс Бредли, хотя и он слегка ошибся в расчетах.
В дальнейшем попытки рассчитать реальную скорость света предпринимали ученые из разных стран. Однако только в начале 1970-х годов с появлением лазеров и мазеров, имевших стабильную частоту излучения, исследователям удалось сделать точный расчет. А в 1983 году за основу было принято современное значение с корреляцией на относительную погрешность.
Что такое скорость света своими словами?
Если говорить простым языком, скорость света – это время, за которое солнечный луч преодолевает определенное расстояние. В качестве единицы времени принято использовать секунду, в качестве расстояния – метр. С точки зрения физики свет – это уникальное явление, имеющее в конкретной среде постоянную скорость.
Предположим, человек бежит со скоростью 25 км/час и пытается догнать автомобиль, который едет со скоростью 26 км/час. Выходит, что машина движется на 1 км/час быстрее бегуна. Со светом всё обстоит иначе. Независимо от быстроты передвижения автомобиля и человека, луч всегда будет передвигаться относительно них с неизменной скоростью.
Чему равна скорость света?
Скорость света во многом зависит от вещества, в котором распространяются лучи. В вакууме она имеет постоянное значение, а вот в прозрачной среде может иметь различные показатели.
Пространство в космосе
В воздухе или воде ее величина всегда меньше, чем в вакууме. К примеру, в реках и океанах скорость света составляет порядка ¾ от скорости в космосе. А в воздухе при давлении в 1 атмосферу – на 2 % меньше, чем в вакууме.
Подобное явление объясняется поглощением лучей в прозрачном пространстве и их повторным излучением заряженными частицами. Эффект называют рефракцией и активно используют при изготовлении телескопов, биноклей и другой оптической техники.
Если рассматривать конкретные вещества, то в дистиллированной воде скорость света составляет 226 тысяч километров в секунду. В оптическом стекле – около 196 тысяч километров в секунду.
Чему равна скорость света в вакууме?
В вакууме она в секунду имеет постоянное значение в 299 792 458 метров. В современном представлении она является предельной. Иными словами, никакая частица, никакое небесное тело не способны достичь той скорости, какую развивает свет в космическом пространстве.
Даже если предположить, что появится Супермен, который будет лететь с огромной скоростью, луч все равно будет убегать от него с большей быстротой.
Что быстрее скорости света?
Хотя скорость света является максимально достижимой в вакуумном пространстве, считается, что существуют объекты, которые движутся быстрее.
Астероиды и Земля
На такое способны, к примеру, солнечные зайчики, тень или фазы колебания в волнах. Но с одной оговоркой – даже если они разовьют сверхскорость, энергия и информация будут передаваться в направлении, которое не совпадает направлением их движения.
Что касается прозрачной среды, то на Земле существуют объекты, которые вполне способны двигаться быстрее света. К примеру, если луч, проходящий через стекло, замедляет свою скорость, то электроны не ограничены в быстроте передвижения. Поэтому при прохождении через стеклянные поверхности могут перемещаться быстрее света.
Такое явление называется эффект Вавилова – Черенкова и чаще всего наблюдается в ядерных реакторах.
История скорости света — Все уголки вселенной — LiveJournal
?
LiveJournal
- Main
- Ratings
- Interesting
- iOS & Android
Disable ads
Login
- Login
CREATE BLOG
Join
English
(en)
- English (en)
- Русский (ru)
- Українська (uk)
- Français (fr)
- Português (pt)
- español (es)
- Deutsch (de)
- Italiano (it)
- Беларуская (be)
Скорость света в вакууме перестала быть рекордом
Показана возможность прохождения звука в среде со скоростью, на пять порядков превышающей обычную и существенно превосходящей скорость света в вакууме.
Сотрудник университета Миссисипи Джоэль Мобли (Joel Mobley) показал, что звуковые волны в воде могут двигаться со скоростью, существенно превышающей не просто скорость света в этой среде, но и скорость света в вакууме. Для этого в воду необходимо добавить большое количество пластиковых шариков-бусинок.
Согласно текущим физическим представлениям, распространение звуковых волн в дисперсной среде описывается двумя скоростями – групповой и фазовой. Последняя из них в воде составляет около 1,5 км/с.
Как сообщает PhysicsWeb, д-р Мобли показал, что групповая скорость высокочастотного ультразвукового импульса может быть увеличена сразу на пять порядков, если направлять ее сквозь камеру, содержащую 8 мл воды и 400 тыс. пластиковых микросфер в ней. Рост скорости на пять порядков означает, что групповая скорость может превысить скорость света в вакууме. Сферы диаметром около 0,1 мм займут около 5% объема наполненной водой камеры.
Рост скорости вызван дисперсией, вследствие которой различные длины волн движутся с различными фазовыми скоростями. При прохождении импульса сквозь среду с аномально высокой дисперсией, волны различной длины начинают двигаться с существенно различными скоростями. Это приводит к изменению формы импульса, в результате чего оказывается, что сам импульс звука в воде начинает двигаться быстрее, чем свет в вакууме. Правда, за все приходится платить – дисперсия очень сильно ослабляет сам импульс.
«Уже давно считалось, что достижение подобных скоростей звуковыми волнами возможно, – считает сам д-р Мобли. – Моя работа показала, что создать условия для этого можно в специфической, но очень простой среде, в отсутствие каких-либо экстремальных условий».
Д-р Мобли планирует поставить эксперименты, в которых удастся наблюдать движение звука со сверхсветовой скоростью на практике, в национальном центре физической акустики в Миссисипи. Основной проблемой в его постановке является увеличение отношения сигнал-шум до значений, при которых возможно детектирование самого импульса, крайне ослабленного дисперсией.
Постановка вопроса о возможности достижения скоростей, превышающих скорость света в вакууме, отражает современное положение дел в науке, где все больше фундаментальных представлений господствующих на сегодняшний день теорий подвергается коренному пересмотру. Так, результаты последних астрономических наблюдений вынудили ученых вновь поставить вопрос о том, что физические константы меняются со временем, а также заставили подвергнуть коренному пересмотру современную космологическую теорию. Помимо фундаментальной науки, исследования акустических процессов имеют огромное прикладное значение. Так, последние результаты группы Талейархана показали, что акустические волны в жидкости способны разогревать вещество в микропузырьках до столь высоких температур, что становится возможным осуществление реакции термоядерного синтеза.
Скорость света — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
| Солнечному свету требуется в среднем 8 минут 17 секунд[Прим. 1], чтобы достигнуть Земли | |
| Точные значения | |
|---|---|
| Метров в секунду | 299 792 458 |
| Планковских единиц | 1 |
| Приблизительные значения | |
| километров в секунду | 300 000 |
| километров в час | 1,08 млрд |
| астрономических единиц в день | 173 |
| Приблизительное время путешествия светового сигнала | |
| Расстояние | Время |
| один метр | 3,3 нс |
| один километр | 3,3 мкс |
| от геостационарной орбиты до Земли | 119 мс |
| длина экватора Земли | 134 мс |
| от Луны до Земли | 1,255 с |
| от Солнца до Земли (1 а. е.) | 8,3 мин. |
| от Вояджера-1 до Земли | 19 часов и 5 минут (на январь 2017)[1] |
| Один световой год | 1 год |
| один парсек | 3,26 лет |
| от Проксимы Центавра до Земли | 4,24 лет |
| от Альфы Центавра до Земли | 4,37 лет |
| от ближайшей галактики (Карликовой галактики в Большом Псе) до Земли | 25 000 лет |
| через Млечный Путь | 100 000 лет |
| от Галактики Андромеды до Земли | 2,5 млн лет |
| от самой удалённой известной галактики до Земли | 13 млрд лет[2] |
Ско́рость све́та в вакууме — абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме[Прим. 2]. В физике традиционно обозначается латинской буквой «c{\displaystyle c}» (произносится как «цэ»). Скорость света в вакууме — фундаментальная постоянная, не зависящая от выбора инерциальной системы отсчёта (ИСО). Она относится к фундаментальным физическим постоянным, которые характеризуют не просто отдельные тела или поля, а свойства геометрии пространства-времени в целом[3]. Из постулата причинности (любое событие может оказывать влияние только на события, происходящие позже него и не может оказывать влияние на события, произошедшие раньше него[4][5][6]) и постулата специальной теории относительности о независимости скорости света в вакууме от выбора инерциальной системы отсчёта (скорость света в вакууме одинакова во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга[7]) следует, что скорость любого сигнала и элементарной частицы не может превышать скорость света[8][9][6]. Таким образом, скорость света в вакууме — предельная скорость движения частиц и распространения взаимодействий.
В вакууме (пустоте)
Время распространения светового луча в масштабной модели Земля-Луна. Для преодоления расстояния от поверхности Земли до поверхности Луны свету требуется 1,255 с
Наиболее точное измерение скорости света 299 792 458 ± 1,2 м/с на основе эталонного метра было проведено в 1975 году[Прим. 3].
На данный момент считают, что скорость света в вакууме — фундаментальная физическая постоянная, по определению, точно равная 299 792 458 м/с, или 1 079 252 848,8 км/ч. Точность значения связана с тем, что с 1983 года метр в Международной системе единиц (СИ) определён, как расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды[11].
В природе со скоростью света распространяются (в вакууме):
Массивные частицы могут иметь скорость, приближающуюся почти вплотную к скорости света[Прим. 4], но всё же не достигающую её точно. Например, околосветовую скорость, лишь на 3 м/сек меньше скорости света, имеют массивные частицы (протоны), полученные на ускорителе (Большой адронный коллайдер) или входящие в состав космических лучей.[источник не указан 317 дней]
В современной физике считается хорошо обоснованным утверждение, что причинное воздействие не может переноситься со скоростью, большей скорости света в вакууме (в том числе посредством переноса такого воздействия каким-либо физическим телом). Существует, однако, проблема «запутанных состояний» частиц, которые, судя по всему, «узнают» о состоянии друг друга мгновенно. Однако и в этом случае сверхсветовой передачи информации не происходит, поскольку для передачи информации таким способом необходимо привлечь дополнительный классический канал передачи со скоростью света[Прим. 5].
Хотя в принципе движение каких-то объектов со скоростью, большей скорости света в вакууме, вполне возможно, однако это могут быть, с современной точки зрения, только такие объекты, которые не могут быть использованы для переноса информации с их движением (например — солнечный зайчик в принципе может двигаться по стене со скоростью большей скорости света, но никак не может быть использован для передачи информации с такой скоростью от одной точки стены к другой)[13].
В прозрачной среде
Скорость света в прозрачной среде — скорость, с которой свет распространяется в среде, отличной от вакуума. В среде, обладающей дисперсией, различают фазовую и групповую скорость.
Фазовая скорость связывает частоту и длину волны монохроматического света в среде (λ=cν{\displaystyle \lambda ={\frac {c}{\nu }}}). Эта скорость обычно (но не обязательно) меньше c{\displaystyle c}. Отношение скорости света в вакууме к фазовой скорости света в среде называется показателем преломления среды.
Групповая скорость света определяется как скорость распространения биений между двумя волнами с близкой частотой и в равновесной среде всегда меньше c{\displaystyle c}. Однако в неравновесных средах, например, сильно поглощающих, она может превышать c{\displaystyle c}. При этом, однако, передний фронт импульса всё равно движется со скоростью, не превышающей скорости света в вакууме. В результате сверхсветовая передача информации остаётся невозможной.
Арман Ипполит Луи Физо на опыте доказал, что движение среды относительно светового луча также способно влиять на скорость распространения света в этой среде.
Фундаментальная роль в физике
Фактор Лоренца (Лоренц-фактор)
Перевести скорость света [вакуум] в км в час
››
Перевести скорость света [вакуум] в километры в час
Пожалуйста, включите Javascript
использовать конвертер величин
››
Дополнительная информация в конвертере величин
Сколько скорости света [вакуума] в 1 км в час?
Ответ: 9.2656693110598E-10.
Мы предполагаем, что вы переводите между скоростью света [вакуум] и километров в час .
Вы можете просмотреть более подробную информацию о каждой единице измерения:
скорость света [вакуум] или
км в час
Производная единица СИ для скорости — метр в секунду.
1 метр / сек равен 3,3356409519815E-9 скорости света [вакуума], или 3,6 км в час.
Обратите внимание, что могут возникнуть ошибки округления, поэтому всегда проверяйте результаты.
Используйте эту страницу, чтобы узнать, как переводить скорость света [вакуум] в километры / час.
Введите свои числа в форму для преобразования единиц!
››
Таблица преобразования скорости света [вакуума] в км в час
1 скорость света [вакуум] в км в час = 1079252848,8 км в час
2 скорости света [в вакууме] в км в час = 2158505697.6 км в час
3 скорость света [вакуум] в км в час = 3237758546,4 км в час
4 скорость света [вакуум] в км в час = 4317011395,2 км в час
5 скорость света [вакуум] в км в час = 5396264244 км в час
6 скорость света [вакуум] в км в час = 6475517092,8 км в час
7 скорость света [вакуум] в км в час = 7554769941,6 км в час
8 скорость света [вакуум] в км в час = 8634022790,4 км в час
9 скорость света [в вакууме] в км в час = 9713275639.2 км в час
10 скорость света [вакуум] в км в час = 10792528488 км в час
››
Хотите другие единицы?
Вы можете выполнить обратное преобразование единиц измерения из
км в час до скорости света [вакуум], или введите любые две единицы ниже:
››
Обычные преобразования скорости
скорость света [вакуум] в бензин
скорость света [вакуум] в метр / минуту
скорость света [вакуум] в фут / секунду
скорость света [вакуум] в мах
скорость света [вакуум] в фарлонг / день
скорость света [вакуум] в сантиметр в секунду
скорость света [вакуум] в мегаметр в час
скорость света [вакуум] в декаметр в минуту
скорость света [вакуум] в километр в день
скорость света [ вакуум] в дюймы в секунду
››
Метрические преобразования и др.
Конвертировать единицы.com предоставляет онлайн
калькулятор преобразования для всех типов единиц измерения.
Вы также можете найти метрические таблицы преобразования для единиц СИ.
в виде английских единиц, валюты и других данных. Введите единицу
символы, сокращения или полные названия единиц длины,
площадь, масса, давление и другие типы. Примеры включают мм,
дюйм, 100 кг, жидкая унция США, 6 футов 3 дюйма, 10 стоун 4, кубический см,
метры в квадрате, граммы, моль, футы в секунду и многое другое!
Перевести километры в час в скорость света [вакуум]
››
Перевести километры в час в скорость света [вакуум]
Пожалуйста, включите Javascript
использовать конвертер величин
››
Дополнительная информация в конвертере величин
Сколько километров в час при 1 скорости света [в вакууме]?
Ответ: 1079252848.8.
Мы предполагаем, что вы конвертируете километров в час в скорость света [вакуум] .
Вы можете просмотреть более подробную информацию по каждой единице измерения:
км в час или
скорость света [вакуум]
Производная единица СИ для скорости — метр в секунду.
1 метр / секунду равен 3,6 км в час, или 3,3356409519815E-9 скорости света [вакуума].
Обратите внимание, что могут возникнуть ошибки округления, поэтому всегда проверяйте результаты.
Используйте эту страницу, чтобы узнать, как преобразовать километры в час в скорость света [вакуум].
Введите свои числа в форму для преобразования единиц!
››
Хотите другие единицы?
Вы можете выполнить обратное преобразование единиц измерения из
скорость света [вакуум] в км в час или введите любые две единицы ниже:
››
Обычные преобразования скорости
км в час до декаметра в минуту
км в час до бензина
км в час до метра / день
км в час до морских миль в минуту
км в час до дюймов в минуту
км в час до миль / час
км в час час в миллиметр в минуту
км в час в сантиметр / день
км в час в милю в минуту
км в час в мегаметр / час
››
Метрические преобразования и др.
Конвертировать единицы.com предоставляет онлайн
калькулятор преобразования для всех типов единиц измерения.
Вы также можете найти метрические таблицы преобразования для единиц СИ.
в виде английских единиц, валюты и других данных. Введите единицу
символы, сокращения или полные названия единиц длины,
площадь, масса, давление и другие типы. Примеры включают мм,
дюйм, 100 кг, жидкая унция США, 6 футов 3 дюйма, 10 стоун 4, кубический см,
метры в квадрате, граммы, моль, футы в секунду и многое другое!
Перевести скорость света [вакуум] в километры в час
››
Перевести скорость света [вакуум] в километры в час
Пожалуйста, включите Javascript
использовать конвертер величин
››
Дополнительная информация в конвертере величин
Сколько скорости света [в вакууме] в 1 километре в час?
Ответ 9.2656693110598E-10.
Мы предполагаем, что вы переводите между скоростью света [вакуум] и километров в час .
Вы можете просмотреть более подробную информацию о каждой единице измерения:
скорость света [вакуум] или
километров в час
Производная единица СИ для скорости — метр в секунду.
1 метр / сек равен 3,3356409519815E-9 скорости света [вакуума], или 3,6 километра в час.
Обратите внимание, что могут возникнуть ошибки округления, поэтому всегда проверяйте результаты.
Используйте эту страницу, чтобы узнать, как преобразовать скорость света [вакуум] в километры / час.
Введите свои числа в форму для преобразования единиц!
››
Таблица преобразования скорости света [вакуума] в километры в час
1 скорость света [в вакууме] в километрах в час = 1079252848,8 километров в час
2 скорость света [в вакууме] в километрах в час = 2158505697,6 километров в час
3 скорость света [в вакууме] в километрах в час = 3237758546,4 километра в час
4 скорости света [вакуум] в километрах в час = 4317011395.2 километра в час
5 скорость света [вакуум] в километрах в час = 5396264244 километра в час
6 скорость света [в вакууме] в километрах в час = 6475517092,8 километров в час
7 скорость света [в вакууме] в километрах в час = 7554769941,6 километров в час
8 скорость света [вакуум] в километрах в час = 8634022790,4 километра в час
9 скорость света [в вакууме] в километрах в час = 9713275639,2 километра в час
10 скорость света [вакуум] в километрах в час = 10792528488 километров в час
››
Хотите другие единицы?
Вы можете выполнить обратное преобразование единиц измерения из
километров в час до скорости света [вакуум], или введите любые две единицы ниже:
››
Обычные преобразования скорости
скорость света [вакуум] в миллиметр / час
скорость света [вакуум] в сантиметр / час
скорость света [вакуум] в дюйм / час
скорость света [вакуум] в километр в минуту
скорость света [вакуум ] в мегаметр / час
скорость света [вакуум] в фут / день
скорость света [вакуум] в лигу в секунду
скорость света [вакуум] в миллиметр / день
скорость света [вакуум] в декаметр в минуту
скорость света [вакуум] в микрометр в секунду
››
Определение: Километр / час
Километр в час (американский английский: километр в час) — это единица измерения скорости (скаляр) и скорости (вектор).
км / ч — это наиболее часто используемая единица измерения скорости на дорожных знаках и автомобильных спидометрах.
››
Метрические преобразования и др.
ConvertUnits.com предоставляет онлайн
калькулятор преобразования для всех типов единиц измерения.
Вы также можете найти метрические таблицы преобразования для единиц СИ.
в виде английских единиц, валюты и других данных. Введите единицу
символы, сокращения или полные названия единиц длины,
площадь, масса, давление и другие типы.Примеры включают мм,
дюйм, 100 кг, жидкая унция США, 6 футов 3 дюйма, 10 стоун 4, кубический см,
метры в квадрате, граммы, моль, футы в секунду и многое другое!
Скорость света в вакууме
Скорость света в свободном пространстве (вакууме) — это скорость, с которой распространяются электромагнитные волны, включая световые волны. Известная как c , это фундаментальная физическая константа. Скорость света в свободном пространстве играет важную роль в современной физике, потому что c является предельной скоростью распространения любого физического воздействия ( см. ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ, ТЕОРИЯ ) и является инвариантной, то есть не изменяется — при переходе от одной системы координат к другой.Никакие сигналы не могут передаваться со скоростью выше c, а сигналы могут передаваться со скоростью c только в вакууме. Связь между массой материального тела и полной энергией тела выражается в терминах c . Величина c встречается в преобразованиях Лоренца, которые выражают изменения в координатах, скоростях и времени при изменении системы отсчета. Многие другие отношения также включают c .
Рисунок 1 .Определение скорости света методом зубчатого колеса Физо: ( S ) источник света, ( W ) зубчатое колесо с регулируемой скоростью вращения, для которого ширина зубцов и зазоров ( a ) между зубцы точно известны, ( N ) полупрозрачное зеркало, ( M ) отражающее зеркало, ( MN ) точно измеренное расстояние, ( E ) окуляр. Свет, видимый наблюдателем с точки E , имеет наибольшую яркость, когда время, необходимое для прохождения светом расстояния NM и обратно, равно времени, необходимому для поворота W на целое число (1, 2 , 3 и т. Д.) Зубов.При выполнении этого условия луч света проходит строго посередине между зубцами как на пути к отражающему зеркалу, так и на обратном пути.
Величина c ′, скорость света в среде, обычно относится к скорости распространения только оптического излучения или света. Эта скорость зависит от показателя преломления среды n , который из-за явления дисперсии различен для разных частот ν излучения: c ′ ( v ) = c / n ( против ).Из-за этой зависимости фазовая скорость света в среде отличается от групповой скорости (когда рассматривается немонохроматический свет). В вакууме эти две величины равны. Когда производятся экспериментальные определения c ’, всегда измеряется групповая скорость или скорость сигнала (скорость потока энергии). Скорость сигнала отличается от групповой только в некоторых частных случаях.
Измерение c с максимально возможной точностью чрезвычайно важно не только по общетеоретическим причинам и для определения значений других физических величин, но и для практических целей ( см. Ниже ).Первое измерение скорости света было сделано в 1676 г. О. Ремером. В его методе использовалось изменение времени между затмениями спутника Юпитера Ио. Другое астрономическое определение было сделано Дж. Брэдли в 1728 году на основе его наблюдений аберрации звездного света.
Первое измерение скорости света на Земле было выполнено А. Х. Л. Физо в 1849 году. Следует отметить, что показатель преломления воздуха очень мало отличается от 1; следовательно, земные измерения дают значение, очень близкое к c .Физо основывал свои измерения на времени, которое требуется свету, чтобы пройти точно известное расстояние. В его эксперименте световой луч периодически прерывался вращающимся зубчатым колесом. Луч прошел известное расстояние около 8 км и после отражения от зеркала вернулся на периферию колеса (рис. 1). Здесь свет либо встречался с зубом и блокировался, либо проходил через щель между двумя зубами и воспринимался наблюдателем. Время, необходимое свету для прохождения известного расстояния, было определено по известным скоростям вращения колеса.Физо получил для c значение 315300 км / сек.
В 1838 году Д. Араго предложил использовать вместо зубчатого колеса быстровращающееся зеркало. Ж. Б. Л. Фуко реализовал предложение Араго в 1862 году, когда зеркало вращалось со скоростью 512 оборотов в секунду. После отражения от вращающегося зеркала луч света прошел известное расстояние до неподвижного вогнутого зеркала, которое вернуло луч на вращающееся зеркало. Когда луч проходил от вращающегося зеркала и к нему, это зеркало слегка поворачивалось (рис. 2).Используя известное расстояние всего 20 м, Фуко обнаружил, что скорость света равна 298000 ± 500 км / сек.
Основные идеи и экспериментальные схемы, лежащие в основе определений Физо и Фуко скорости света, впоследствии были использованы другими учеными в более усовершенствованной форме. Наибольшего развития метод Фуко получил в работах А. Михельсона (1879, 1902, 1926). Значение, полученное Майкельсоном в 1926 году, c — 299 796 ± 4 км / сек, было самым точным измерением в то время и использовалось в международных таблицах физических величин.
Рисунок 2 . Определение скорости света методом вращающегося зеркала Фуко: ( S ) источник света, ( R ) быстро вращающееся зеркало, ( C ) неподвижное вогнутое зеркало, центр которого совпадает с осью вращения R (свет, отраженный C, поэтому всегда возвращается обратно к R ), ( M ) полупрозрачное зеркало, ( L ) линза, (E) окуляр, ( RC ) точно измеренное расстояние. Когда свет движется по пути RC и обратно, R поворачивается; Положение R , когда свет снова достигает R , показано пунктирной линией.Обратный путь луча лучей через L также обозначен пунктирными линиями. Отраженный луч сводится L к точке S ‘, а не S , как было бы в случае, если бы R был неподвижен. Скорость света определяется путем измерения смещения SS ′.
Помимо решения задачи определения скорости света, измерения, выполненные в XIX веке, сыграли чрезвычайно важную роль в физике.Они предоставили дополнительное подтверждение волновой теории света ( см. ОПТИКА ), которая уже была адекватно подтверждена другими экспериментами — например, Фуко в 1850 году сравнил скорости света той же частоты ν в воздухе и вода. Измерения также продемонстрировали тесную связь между оптикой и теорией электромагнетизма, поскольку измеренная скорость света согласовывалась со скоростью электромагнитных волн, которая вычислялась из отношения электромагнитных и электростатических единиц электрического заряда.Это отношение было измерено в экспериментах У. Вебера и Ф. Кольрауша в 1856 г. Более точные измерения были впоследствии выполнены Дж. К. Максвеллом. Отношение было одной из отправных точек для создания Максвеллом электромагнитной теории света между 1864 и 1873 годами.
Измерения скорости света также выявили глубокое противоречие в основных теоретических предпосылках физики этого явления. время относительно концепции универсального эфира. Измерения предоставили доказательства взаимоисключающих гипотез о поведении эфира при движении материальных тел.Частичное эфирное сопротивление нашло подтверждение в анализе явления световой аберрации, проведенном английским физиком Дж. Б. Эйри в 1871 г., и в эксперименте Физо 1851 г., который был повторен в 1886 г. Майкельсоном и Э. Морли. Эксперименты Майкельсона в 1881 году и Майкельсона и Морли в 1887 году предоставили доказательства против сопротивления эфира. Это противоречие не было разрешено до тех пор, пока в 1905 году А. Эйнштейн не разработал свою специальную теорию относительности.
В современных измерениях скорости света часто используется метод модуляции, который является модернизацией метода Физо.Зубчатое колесо заменяется, например, электрооптическим, дифракционным или интерференционным оптическим модулятором, который прерывает или ослабляет световой луч ( см. МОДУЛЯЦИЯ СВЕТА ). Фотоэлемент или фотоумножитель используется в качестве детектора излучения. Использование лазера в качестве источника света, использование ультразвукового модулятора со стабилизированной частотой и повышение точности измерения известного расстояния позволило уменьшить ошибку измерения и привело к значению c = 299 792.5 ± 0,15 км / сек.
В дополнение к прямым измерениям скорости света, основанным на времени, необходимом для прохождения известного расстояния, широко используются косвенные методы, которые обеспечивают еще лучшую точность. В 1958 г. английский физик К. Фрум с помощью микроволнового интерферометра в свободном пространстве получил значение c = 299 792,5 ± 0,1 км / с для излучения с длиной волны λ = 4 см. Ошибка еще меньше, когда скорость света определяется как частное независимо найденных λ и ν атомных или молекулярных спектральных линий.В 1972 году американский ученый К. Эвенсон и его сотрудники с точностью до 11 цифр нашли частоту излучения лазера CH 4 , используя цезиевый стандарт частоты ( см. КВАНТОВЫЕ СТАНДАРТЫ ЧАСТОТЫ ). Они определили длину волны излучения (примерно 3,39 микрометра) с помощью криптонового стандарта частоты. Конечный результат, который они получили, был c = 299 792 456,2 ± 0,8 м / сек. По состоянию на 1976 год скорость света в вакууме принималась равной 299 792 ± 0.4 км / сек, в соответствии с решением 12-й Генеральной ассамблеи Международного союза научных радиостанций (ныне Международный союз радионауки) в 1957 году.
Знание точного значения скорости света имеет большое практическое значение. , в частности, при определении расстояний (на основе времени прохождения радио- или световых сигналов) в радарах, оптическом обнаружении и дальности, а также в определении дальности. Этот метод определения расстояний особенно широко используется в геодезии и в системах слежения за искусственными спутниками Земли; он также использовался для точных измерений расстояния между Землей и Луной и для решения ряда других задач.
СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Вафиади, В. Г., и Ю. В. Попов. Скорость света и ее значение в науке и технике . Минск, 1970.
Тейлор Б.Н., У. Паркер, Д. Лангенберг. Фундаментальные константы и квантовая электродинамика . М., 1972. (Пер. С англ.)
Розенберг Г.В. «Скорость света ν вакууме». Успехи физических наук, , 1952, т. 48, выпуск 4.
Фрум, К. Д. Труды Королевского общества , 1958, серия A, том.247, стр. 109.
Evenson, K., et al. 1972 Ежегодное собрание Оптического общества Америки . Сан-Франциско. 1972.
A. M. B ONCH -B RUEVICH [23–1548–]
Большая советская энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.
Конвертер километров в час в километры в минуту
км_мин в км / ч
Таблица преобразования
| километров в час в километрах в минуту | |
| км / ч | км / мин |
| 10 | 0.1667 |
| 20 | 0,3333 |
| 30 | 0,5 |
| 40 | 0,6667 |
| 50 | 0,8333 |
| 80 | 1,3333 |
| 90 | 1,5 |
| 100 | 1,6667 |
| 110 | 1.8333 |
| 120 | 2 |
| 130 | 2,1667 |
| 140 | 2,3333 |
| 150 | 2,5 | 2,5 |
| 180 | 3 |
| 190 | 3,1667 |
| 200 | 3,3333 |
Как преобразовать
1 километр в час (км / ч) = 0.016666667 километр в минуту (км / мин).
Километр в час (км / ч) — единица измерения скорости в метрической системе.
Километр в минуту (км / мин) — это единица измерения скорости в метрической системе. Километры в час также могут быть обозначены как км / ч и Километров в час (альтернативное написание британского английского языка в Великобритании). Километров в минуту также можно обозначить как км / мин и километров в минуту (альтернативное написание британского английского языка в Великобритании).
Исследователи создают оптоволоконный кабель, обеспечивающий пропускную способность почти в вакууме
Изготовление и характеристика широкополосного HC-PBGF. Кредит: Nature Photonics (2013) DOI: 10.1038 / nphoton.2013.45
(Phys.org) — исследовательская группа из Саутгемптонского университета в Англии построила оптоволоконный кабель, способный передавать данные со скоростью 99,7% скорости света в вакууме.Они сделали это, сообщают они в своей статье, опубликованной в журнале Nature Photonics , построив кабель с полой сердцевиной и специальными внутренними стенками, предотвращающими преломление.
Волоконно-оптические кабели, по крайней мере, технически, передают данные со скоростью света (299 792 458 метров в секунду в вакууме), потому что носитель, который они переносят, на самом деле представляет собой луч света. Но на практике данные передаются намного медленнее, чем из-за задержек, вызванных преломлением при прохождении света через кварцевое стекло, что снижает скорость передачи данных обычного оптоволоконного кабеля примерно на 31 процент.Чтобы обойти эту проблему, исследователи искали способы заменить сердцевину волокон воздухом, который гораздо меньше страдает от рефракции. Камнем преткновения было то, как заставить световые лучи, проходящие через кабели, следовать за кабелем, когда встречаются изгибы и повороты. Вот где приходит это новое исследование — группа нашла новый способ создания кабеля с полой сердцевиной, который позволяет изгибать свет при его перемещении по виткам, сводя к минимуму потери из-за рефракции.
Секрет в том, как сообщает команда, в «ультратонком ободе с фотонной запрещенной зоной», который обеспечивает низкие потери данных, широкую полосу пропускания и гораздо меньшую задержку, чем стандартные оптоволоконные кабели.В результате получился кабель, по которому в лаборатории можно было передавать данные, используя мультиплексирование с разделением, со скоростью 73,7 терабит в секунду, что примерно в 1000 раз лучше, чем у стандартного оптоволоконного кабеля.
Конечно, есть заминка. Хотя потери данных относительно низки (3,5 дБ / км), они все еще слишком высоки для использования с любыми приложениями, кроме очень коротких, например, с оптоволоконными соединениями внутри суперкомпьютеров или, возможно, в центре обработки данных, где пути, по которым проходят оптоволоконные кабели, могут бегать по очень прямым линиям.Из-за этого исследователи будут работать над улучшением своего кабеля — если им это удастся, это может однажды означать конец ожидания при загрузке файлов или, что еще лучше, сделать такие приложения, как 3D-передачи сверхвысокой четкости в реальном времени, возможными для общее использование в Интернете.
Качество передачи по оптическому волокну теперь можно проверить без проведения измерений на обоих концах.
Дополнительная информация:
На пути к высокопроизводительной волоконно-оптической связи со скоростью света в вакууме, Nature Photonics (2013) doi: 10.1038 / nphoton.2013.45
Аннотация
Широкополосная передача сигнала с низкой задержкой становится ключевым требованием для ряда приложений, включая разработку будущих суперкомпьютеров эксафлопсного масштаба, алгоритмическую торговлю на финансовых рынках и облачные вычисления. Оптические волокна обеспечивают непревзойденную полосу пропускания, но в стекловолокне из кварцевого стекла свет распространяется на 31% медленнее, чем в вакууме, что снижает задержку. Направление воздуха в волокнах с полой сердцевиной может очень значительно сократить время ожидания волокна.Однако современные технологии не могут обеспечить совокупные значения характеристик потерь, полосы пропускания и связи мод, требуемые для передачи данных с высокой пропускной способностью. Здесь мы сообщаем о принципиально улучшенном волокне с полой сердцевиной и фотонной запрещенной зоной, которое обеспечивает рекордную комбинацию низких потерь (3,5 дБ / км) и широкой полосы пропускания (160 нм), и используем его для передачи каналов 37 × 40 Гбит / с. на скорости на 1,54 мкс / км быстрее, чем в обычном волокне. Это первая экспериментальная демонстрация мультиплексированной передачи данных по оптоволокну с разделением по длине волны, близкая к (99.7%) скорость света в вакууме.
© 2013 Phys.org
Ссылка :
Исследователи создают оптоволоконный кабель, способный работать практически в вакууме (2013, 26 марта)
получено 12 ноября 2020
с https: // физ.org / news / 2013-03-волоконно-оптический-кабель-световой-в-вакууме-throughput.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения.
