Как найти скорость света в среде формула

Просмотров 1к.
Обновлено 31.01.2022

В астрономии есть много интересных терминов. Многие из них человек использует в повседневной жизни и даже не задумывается о их значении.

в чем измеряется скорость света

Что такое скорость света и в чём измеряется данная величина?

Содержание

  1. Что под собой подразумевает скорость света
  2. Чему равняется скорость света
  3. Какое значение скорости света можно назвать самым точным
  4. Какое значение имеет скорость света в различных условиях и средах
  5. Формула определения скорости света
  6. Как изменялась скорость света
  7. Галилей и его открытия
  8. Рёмер и Бредли и их расчёты, касательно скорости света
  9. Физо и его расчёты
  10. Существует ли скорость быстрее световой

Что под собой подразумевает скорость света

Каждый из нас хоть раз слышал выражение “быстрее скорости света”, но далеко не все понимают, чему равна данная величина и в чём она измеряется. Если не использовать терминологию, и объяснять простыми словами, то скорость света – это некий временной промежуток.

скорость света в воздухе формула

Если быть точнее, то временной промежуток, за который преодолел солнечный луч определённое расстояние. Временные промежутки физика измеряет в секундах. Расстояние принято измерять в метрах.

Справка! Некоторые учёные используют в своих измерениях другие условные единицы.

Но если обратить внимание на измерение скорости света, то данная величина подразумевает измерение в метрах в секунду. Основная закономерность движения света заключается в том, что солнечный луч будет двигаться с постоянной быстротой и скоростью.

скорость света в вакууме формула

Это невозможно сделать человеку или автомобилю, потому что рано или поздно скорость увеличится или понизится, а некоторые условия заставят предмет остановиться. Солнечный луч движется без остановки.

Чему равняется скорость света

В физике также принято рассматривать положение света в безвоздушном пространстве, то есть вакууме. Если световой луч выходит за приделы этого вакуума, то на него начинают влиять различные условия.

Например, в вакууме нет кислорода и ветра, а в воздушном пространстве есть ветра. Свет проходит несколько медленнее через различный материал: стекло, воду, и так далее. Поскольку это является неким барьером, к таким предметам применяется понятие преломления.

относительно чего измеряется скорость света

Каждый из этих барьеров имеет свой уровень преломления, и при различных физических вычислениях эти преломления должны учитываться.

Справка! Также преломление света принято называть рефракцией. Активно используется при проектировании каких-либо изобретений. Зачастую это относится к изобретениям, где используется оптика и линзы: бинокли, телескопы, очки.

Меньше всего солнечный луч поддаётся преломлению, если проходит через воздушное пространство.

Какое значение скорости света можно назвать самым точным

Поскольку определение скорости света – термин не новый, учёные сделали достаточное количество открытий и провели множество исследований, касательно света и его преломления.

скорость света чему равна

На сегодняшний день самым точным значение скорости света является – 299 792 километра в секунду. Такое число было установлено еще в 1933 году, и это значение актуально по сей день.

Справка! Со временем произошли погрешности в измерении метра, поэтому число неоднократно искажалось.

Какое значение имеет скорость света в различных условиях и средах

Скорость света принято высчитывать, исходя из определённых условий. Стоит сразу уточнить, что процедура достаточно сложная и проблематичная. Важно учесть все возможные преломления.

На сегодняшний день рассматривают три основных показателя:

  • вода;
  • стекло;
  • воздух.

Как правило, величина преломления через воздух самая низкая. При высчитывании принято считать и сравнивать солнечные лучи в безвоздушном пространстве, а затем вводится коэффициент преломления. Только при правильно составленной формуле можно точно высчитать скорость света в различных условиях.

Формула определения скорости света

Как и любая физическая величина, скорость света имеет свою формулу. Выглядит она таким образом: C = λ/T.

Каждая буква имеет своё значение. Учёные берут эту формулу, как основу для расчёта скорости света в безвоздушном пространстве.

максимальная скорость света

Величина этой скорости в идеальном вакуумном пространстве составляет 299 792 458 метров в секунду. Создать такой вакуум можно только в космосе, поэтому физики рассматривают многие примеры только на примере космического пространства.

Тогда не нужно учитывать различную величину преломления и так далее. В условиях земли идеальный вакуум с постоянной скоростью света можно только в искусственных условиях.

Скорость света также принято называть скоростью фотона.

фотон

Справка! Фотоном называют малейшую частицу света, который больше всего во Вселенной.

В безвоздушном пространстве скорость света не будет никак изменяться. Она не сможет увеличиваться и уменьшаться в идеальных условиях, так как нет никаких дополнительных преломлений.

Если рассматривать пример скорости света на Земле, то минимальная скорость света будет изменяться в зависимости от дополнительных условий.

Как изменялась скорость света

Скорость света менялась со временем. Чем точнее становилась аппаратура и чем больше проводилось опытов, тем точнее можно было установить скорость света. Многие учёные пытались неоднократно измерить скорость света.

скорость света в воздухе в км час

Долгое время считалось, что она бесконечная и её невозможно изменить. Такой позиции придерживались вплоть до 17 века. После этого периода появились новый умы, который посчитали, что луч может иметь начало и конец и его можно измерить.

Справка! Первые измерения провел учёный Олаф Рёмер. Учёный из Дании заметил, что затмение Юпитера немного запаздывает.

скорость света в воздухе в км часЭто стало отправной точкой и учёный решил примерно пересчитать эту скорость. Значение было приближено в 220 тысячам километров в секунду. Чуть позже за примерные расчёты взялись и другие учёные. Он также был далёк от нынешнего значения, но получил более точное значение.

вычисления

Затем скоростью света начали интересоваться и другие служители науки. Вычисления пытались произвести учёные из разных стран и городов. Но до 70-х годов прошлого века не было введено более точных и новых измерений.

После 70-х годов начала появляться новая аппаратура, которая позволила произвести более точные измерения.

Галилей и его открытия

Измерения Галилея буквально поразили публику и своей простотой, и гениальностью. Он смог измерить примерную скорость света буквально подручными средствами.

Он со своим помощником посетили ближайшие холмы у дома, и заранее записали расстояние между ними. Запасаясь фонарями и заслонками, они приступили к осуществлению своего опыта.

что такое скорость света

Они начали поочерёдно закрывать и открывать фонари, тем самым пытались рассчитать скорость света. Они заранее договорились с каким временным промежутком будут открывать и закрывать фонарный свет.

Но, к сожалению, эксперимент не увенчался успехом. Для того, чтобы рассчитать скорость света, им бы пришлось находиться друг от друга на слишком большом расстоянии.

Рёмер и Бредли и их расчёты, касательно скорости света

определение скорости света

Один из опытов, который позволил узнать примерное значение скорости света. Этот тот самый опыт, который был связан с затмением Юпитера. Учёные сделали достаточно простой шаг и разделили расстояние на время и получили примерное значение в 214 тысяч километров.

измерение скорости

Это стало отправной точкой. Пускай, это было не точно и с большим количеством недочётов, но благодаря именно этим учёным величиной заинтересовались и начали изучать её более подробно.

Физо и его расчёты

Многие учёные отнеслись к расчётам предыдущих коллег достаточно скептически. Но не взирая на это, результаты были близки к настоящей длине, которая подтверждена сейчас официально и широко используется в расчётах, тогда этого не знали и пытались пересчитать.

физо

Подобно Галилею, Физо игнорировал наблюдение за космическими телами и проводит опыт в лабораторных условиях. Эксперимент был прост: луч направлялся на зеркало, и отразившись проходил через колёсные зубцы.

После этого свет отражался на дополнительную поверхность, расположенную на достаточном расстоянии. Вращение колеса увеличивалось до тех пор, пока луч не попадал на то самое зеркало. Тогда были получены цифры в 313 тысяч километров, после того, как пересмотрели эти расчёты, была определена более точная цифра.

Существует ли скорость быстрее световой

Такое возможно только при создании дополнительных условий. Быстрее солнечного света будет солнечный зайчик или энергия. Также электроны и другие частицы.

Такие условия возможны в искусственных условиях, либо при наличии каких-то дополнительных условий.

скорость света в метрах в секунду

Справка! Скорость времени также быстрее скорости света.

Физика и космос – это связанные между собой отрасли, которые постоянно подвергаются изучению. Благодаря этим измерениям можно проводить дальнейшие исследования и ставить более точные числа.

На чтение 11 мин Просмотров 2.2к. Опубликовано 23 ноября, 2020

В физике принято за аксиому, что скорость распространения света — величина постоянная (константа) с конечным значением приблизительно в 300000 км/с. Обозначается она буквой «с» и не может быть превышена в существующей концепции мироздания. Почему так случилось, и как к этому пришли ученые, расскажем ниже.

Чтобы определить скорость любого объекта, сначала необходимо точно определить его характеристики и выяснить, что нас интересует на самом деле. Если рассматривать физическое тело, то его скорость можно определять исходя из разных характеристик. Если рассматривать тело, как материальную точку, то интересным будет только центр масс, если принять во внимание размеры, то нужно изучать движение каждой точки на поверхности и в массиве вещества. Сложности возникают, если тело при движении по прямой еще и вращается, или совершает колебательные движения. В этом случае определить скорость каждого атома вещества в определенный момент будет очень сложно.

Какое отношение это имеет к свету и его распространению в пространстве? Чтобы узнать, чему равна скорость света в физике, нужно выяснить, что же такое свет, и что именно перемещается от источника к наблюдателю. Если в случае с материальным телом относительно несложно найти центр масс, или выбрать конкретную точку на поверхности, или в объеме и маркировать ее, то в случае с такой эфемерной субстанцией, как свет, сделать это очень сложно. Сейчас попытаемся объяснить почему.

Содержание

  1. Несколько слов о природе света
  2. История вычисления скорости света
  3. Скорость света в разных средах

Несколько слов о природе света

С точки зрения обычного человека, свет — это обычное природное явление, позволяющее видеть различные предметы вокруг. Есть самостоятельные источники света — нагретые вещества, солнце, звезды, лампочки, светодиоды. Есть другие источники, отражающие свет — рефлекторы фонариков, зеркала, Луна, водная гладь. Для пользования светом нет необходимости углубляться в тайны его строения и происхождения.

Для физика свет — это одна из самых сложных загадок мироустройства, над изучением которых ученые работают  уже несколько сотен лет и пока только приоткрыли завесу тайны. Для инженера свет — это определенная часть спектра электромагнитного излучения, которая воспринимается глазами человека. По своей природе свет ничем не отличается от других электромагнитных волн, поэтому, определяя, чему равняется скорость света, мы должны понимать, что с такой же скоростью перемещаются и другие виды излучения, например, радиоволны, переносящие телевизионный и радиосигнал.

Впервые электричество и магнетизм увязал в один комплекс Джеймс Клерк Максвелл, который, по словам Альберта Эйнштейна, этим открытием «навсегда изменил мир», по крайней мере, в умах физиков. Теорию Максвелла о природе света блестяще подтвердил Генрих Герц, но уже после смерти ученого. Случилось это в 1880 году, который можно считать началом изучения света, как электромагнитной волны.

После многочисленных экспериментов ученые установили, что область видимого света ограничена довольно узкой частью спектра — от 380 до 750 нм (10-9м). Это соответствует расстоянию от фиолетового до красного цвета в палитре. Расположившиеся между ними цвета обладают другими частотами и длинами волны. Зачем это нужно знать? Для того чтобы понять, что свет неоднороден. Если определять скорость света в вакууме км в час (км/ч), то обязательно нужно уточнять, рассматривается белый свет (аналог материальной точки в случае с физическим телом), или каждая отдельная длина волны.

спектр света на полу

Радужный спектр на деревянном полу

В случае со светом это очень важно, потому, что при  изучении его распространения физики рассматривают две составляющих — групповую и фазовую скорость. Что это такое, мы уточним ниже, после того, как выясним более подробно, что же такое свет.

Толстостенное смотровое окно лаборатории вакуумной камеры

Толстостенное смотровое окно лаборатории вакуумной камеры

Рассмотрение света, как электромагнитной волны, закончим информацией о том, что некоторые люди могут видеть за пределами фиолетовой и красной части спектра. Эти зоны называются ультрафиолетовой и инфракрасной. Излучение этих пограничных областей спектра распространяется по тем же законам, что и видимый свет. То есть, геометрическая оптика работает и здесь. Это же касается и рентгеновского излучения, которое никто не называет светом, но по сути, это одно и то же.

Измеряя скорость света в метрах в секунду (м/с) ученые одновременно находят скорость перемещения любого электромагнитного излучения, находящегося в пределах частот от нуля до бесконечного количества Герц. Ученый Элефтериос Гулильмакис из Института квантовой оптики в Германии выразился так «с точки зрения физики, никакой разницы между светом и другими видами электромагнитного излучения нет, все описывается одними и теми же уравнениями и математикой».

Но движемся дальше, как луч света в вакууме. После активизации интереса к природе электромагнитного излучения со стороны многих ученых появились вполне резонные возражения — свет во многих случаях  ведет себя не как волна, а как поток частиц. Об этом говорил еще Исаак Ньютон, задолго до Максвелла, исследуя прямолинейное распространение света, преломление в призмах и отражение от плоских поверхностей.

Но в 1801 году Томас Юнг выполнил свой простой, но наглядный эксперимент с двойной оптической щелью, доказавший что свет, все же волна (интерференция и дифракция свойственна только волнам). Такие противоречия в определении природы света длились до 1900 года, когда Макс Планк определил, что свет излучается как волна, но не непрерывно, а порциями, так называемыми квантами, или фотонами. Теорию Планка подтвердили исследования еще одного выдающегося ученого — Альберта Эйнштейна. Ими созданы ряд уравнений, которые описывают поведение света и как волны, и как частицы.

Такая двойная природа видимого света несколько усложняет процесс определения его скорости, как в вакууме, так и в других прозрачных средах.  История о том, как вычислили скорость света достаточно сложная, но, безусловно, интересная, учитывая то, что занимались проблемой и астрономы, и физики-теоретики, и всемирно известные экспериментаторы.

История вычисления скорости света

Величина скорости света, принятая сейчас за константу, 299792458 м/с возникла не просто так. Путь к точному вычислению был долгим и трудным. Хотя во времена алхимиков, философов и других мыслящих людей Средних и более древних веков о скорости света задумывались мало, считалось аксиомой, что свет распространяется мгновенно. Во времена, когда скорость полета стрелы, арабского скакуна и сокола были величинами значительными, о возможности измерения параметров распространения света никто и не задумывался.

Первым попробовал определить скорость света попробовал Галилео Галилей. Теоретически он разработал методику эксперимента, в котором предполагалось открывать фонарь, расположенный на расстоянии в несколько миль от наблюдателя, и фиксировать время на часах фонарщика и ученого. Зная расстояние и разницу во времени, легко вычислить скорость. Но даже гений Галилей не мог предположить, с какими огромными числами придется работать. Неизвестно, пытался ли он реализовать замысел, но его явно ждала неудача — таких точных хронометров, чтобы заметить разницу во времени в те времена еще не было.

Теперь мы знаем, в чем измеряется скорость света, это сотни тысяч километров в секунду. О масштабах скорости Галилей, да и много его последователей могли только догадываться. Но уже в 1676 году Олаф Ремер понял, что масштабы реально космические. Для измерения он использовал уже известные данные о расстоянии от Земли до Юпитера. Идея повторяла замысел Галилея, но в качестве фонаря он использовал отраженных от Юпитера свет, а в качестве заслонки — спутники планеты гиганта.

Ученый заметил, что когда Юпитер ближе всего к Земле и дальше всего (орбита эллиптическая), то время между затмениями спутников отличается. Ремер предположил, что происходит так из-за конечности скорости света (по тем временам смелое, можно сказать, революционное предположение). После наблюдений и вычислений был получен результат — 214000 км/с. О точности измерения судить не будем — приборы того времени не могли позволить большего. Но главное было сделано — определен порядок величины. Ученые поняли, что скорость огромная. Осталось только уточнить цифры.

Удалось это сделать только в 1728 году, когда Джеймс Брэдли исследовал аберрацию звезд (изменение положения звезды на небе из-за движения Земли по орбите). Наблюдение велось на протяжении года за одной из звезд созвездия Дракона. Результат получился впечатляющим — 301000 км/с. Учитывая расстояния, с которыми оперировал астроном, состояние материально-технической базы и уровень математики того времени, можно только поразится точности измерений.

Но физики не остановились на этом, ученый Арман Физо разработал свой метод определения скорости светового луча. Эксперимент провели в 1849 году. Суть его состояла в использовании отраженного луча от зеркала на расстоянии в 8 км. Луч проходил между лопастями колеса, вращающегося с огромной скоростью. По мере увеличения скорости вращения замерялось время появления луча в зазоре. Расчетная скорость получилась в 315 000 км/с.

Методику эксперимента улучшил Леон Фуко, использовавший вместо зубчатого колеса вращающееся зеркало. Он получил результат в 298 000 км/с. Такие числа не давали покоя теоретикам, которые стремятся все обосновать с помощью математики. Только после появления теории электромагнитного излучения Максвелла, это удалось сделать. Физики-теоретики Вебер и Кольрауш в 1857 году рассчитали скорость света, учитывая величины магнитной и электрической проницаемости разных веществ. У них скорость получилась 299788 км/с. Позже эта величина была подтверждена другими физиками и считалась самой точной для вакуума.

Улучшить результат удалось только в 1958 году, когда ученый Фрум получил результат в 299792.5 км/с. В эксперименте он использовал новейшие интерферометры и электрооптические затворы, неизвестные в начале ХХ столетия. Эволюция измерения скорости света выглядит так:

Дата эксперимента Автор эксперимента (вычисления) Метод определения Результат, км/с Погрешность
1676 Олаф Ремер Наблюдение за спутниками Юпитера 214 000
1726 Джеймс Бредли Наблюдение аберрации звезд 301000
1849 Арман Физо Эксперимент с зубчатым колесом 315000
1862 Леон Фуко Эксперимент с зеркалом 298000 +500
1879 Альберт Михельсон Вращающееся зеркало 299 910 +50
1958 К.Д.Фрум радиоинтерферометр 299792,5 +0,01
1983 CGPM (конференция мер и весов) Обобщенное значение, принятое за  максимально точное. 299 792.458 0

Сейчас сказать точно, кто вычислил скорость света, очень сложно — это коллективный труд множества ученых, которые посвятили годы жизни для уточнения полученных еще в 17 столетии результатов вычислений.

Скорость света в разных средах

Что такое скорость света простыми словами сказать сложно. Если исходить из того, что наблюдателя интересует только время, которое проходит от излучения фотона до его фиксации наблюдателем, то можно экстраполировать явление перемещения света на движение материальной точки. Но в процессе движения электромагнитной волны происходит множество более интересных явлений.

Белый свет, то есть, пакет электромагнитных волн, которые мы воспринимаем как белый цвет, состоит из волн разной длины и частоты. Они движутся с разной скоростью, которая определяется частотой и амплитудой кванта (связанной с энергией). Волна — это сложное колебательное движение электромагнитного поля. Фазовая скорость принимает во внимание только колебания в направлении вектора перемещения, игнорируя другие направления.

Если рассматривать колебания в категориях квантовой механики, то фазовая скорость может значительно отличаться от «С», превосходить ее и даже становиться отрицательной. Это предмет изучения квантовой физики и на реальную скорость света в воздухе в км/час влияния не оказывает. Здесь более важна групповая скорость, то есть скорость пакета волн, в максимальном приближении напоминающая движение отдельно взятой частицы с волновыми свойствами.

Любая плотная среда оказывает сопротивление перемещению фотонов. Это происходит на микроуровне, в результате обмена энергий частиц и междуорбитальных переходов. Так или иначе, свет в прозрачной среде замедляется. Формула скорости света в воздухе и других веществах очень проста: v = c / n.

  • V – скорость света в плотной среде;
  • C — скорость света в вакууме;
  • n — коэффициент преломления.

Коэффициент n зависит от плотности материала и находится в диапазоне от 1 до 5, то есть свет в веществе может замедлиться в несколько раз. При использовании световой волны как носителя информации, такую задержку обязательно учитывают. Даже в вакууме, конечность скорости света может вызывать определенные сложности.

Например, сигнал от космических зондов может задерживаться на  несколько минут, или часов, если аппарат находится на дальних рубежах Солнечной системы, или даже за ними. Если использовать стекловолоконный кабель, опоясывающий землю, то задержка сигнала будет составлять около 0,2 с. Для многих компьютерных систем — это слишком большая, практически недопустимая величина.

Точное вычисление скорости света, как в вакууме, так и внутри прозрачных веществ имеет огромное  значение, как для практического использования электромагнитных волн видимого и невидимого спектра, так и для понимания реальной картины мироздания.

Скорость света:

Измерить скорость света ученые пытались давно. Например, Галилей проводил такой опыт. На вершине одного из холмов (рис. 221) находился с фонарем его ассистент, на вершине другого холма — он сам. Ассистент должен был снять крышку со своего зажженного фонаря в тот момент, когда увидит вспышку света фонаря Галилея. Измерив промежуток времени между вспышкой своего фонаря и моментом, когда он увидел вспышку света фонаря ассистента, и зная расстояние между холмами, Галилей пытался определить скорость света. Однако измеряемый промежуток времени был так мал, что Галилей рассматривал его лишь как время реакции человека. Скорость же света он считал бесконечно большой.

Скорость света в физике - формулы и определение с примерами

После Рёмера скорость света измеряли неоднократно все более совершенными методами. Более точные результаты были получены в опытах американского ученого А. Майкельсона. С ними вы познакомитесь в 11-м классе. Полученное им значение скорости света равнялось 299 700 Скорость света в физике - формулы и определение с примерами

Принятое в настоящее время значение скорости света в вакууме

(пустоте) равно Скорость света в физике - формулы и определение с примерами Если не требуется особая точность, то значение скорости округляется до Скорость света в физике - формулы и определение с примерами

Скорость света в вакууме является максимальной. Скорость света в воздухе, как показали опыты, отличается от этого значения лишь незначительно. В других прозрачных средах скорость света меньше, чем в воздухе, например:
в воде Скорость света в физике - формулы и определение с примерами  в скипидаре Скорость света в физике - формулы и определение с примерами

в стекле Скорость света в физике - формулы и определение с примерами   в алмазе Скорость света в физике - формулы и определение с примерами

О среде, в которой свет распространяется с меньшей скоростью, говорят как об оптически более плотной и, наоборот, о среде, в которой свет распространяется быстрее, — как об оптически менее плотной. Обратите внимание, что слова «более (менее) плотный» не связаны с плотностью р вещества, в котором распространяется свет. Так, например, в скипидаре, плотность которого Скорость света в физике - формулы и определение с примерами меньше плотности воды Скорость света в физике - формулы и определение с примерами свет распространяется медленнее, чем в воде, значит, скипидар является оптически более плотной, чем вода, средой.

А как распространяется свет? Проведем опыт. Поставим на столе три экрана с отверстиями (рис. 222).

Скорость света в физике - формулы и определение с примерамиСкорость света в физике - формулы и определение с примерамиСкорость света в физике - формулы и определение с примерами

Зажжем свечу или электрическую лампочку и попытаемся, перемещая экраны, увидеть свет через отверстия в них. Затем возьмем тонкий прямой стержень и вставим его в отверстия. Мы увидим, что стержень проходит через все отверстия.

Значит, они расположены на одной прямой. А теперь сместим один экран. Свет в глаз больше не попадает. Это говорит о том, что свет распространяется прямолинейно.

В опыте средой, в которой распространялся свет, был воздух. А если взять другую среду, например воду, то как в ней будет распространяться свет?

Проведем опыт. В стеклянный сосуд нальем воду и добавим немного молока, чтобы луч стал видимым. Фонарь или лазерную указку, от которых идет пучок света, поднесем к стенке сосуда (рис. 223). Мы увидим в воде прямую светящуюся линию. Она образована светом, отраженным от частичек молока. Значит, и в воде свет распространяется прямолинейно. И воздух, и вода имеют по всему объему одинаковые физические свойства, поэтому являются однородными средами.

Теперь можно сформулировать закон: в однородной среде свет распространяется прямолинейно.

А если среда неоднородна (состоит из нескольких различных однородных сред)? Тогда этот закон выполняется только в случае, когда световой луч падает перпендикулярно к поверхности среды (рис. 224, а). Во всех других случаях при переходе из одной среды в другую свет меняет свое направление (рис. 224, б).

С неоднородностью среды связано искривление лучей, приводящее к образованию миражей (рис. 225).

Скорость света в физике - формулы и определение с примерами

Неоднородность среды есть следствие различной температуры соседних слоев воздуха.

  • Заказать решение задач по физике

Прямолинейностью распространения света объясняются многие явления, например образование тени и полутени. Возьмем миниатюрную электрическую лампочку, мячик и экран. Расположим их, как показано на рисунке 226. В область усеченного конуса между лучами 1 и 2 свет не попадает. На экране мы видим четко очерченную тень.

Скорость света в физике - формулы и определение с примерами

А теперь осветим мячик двумя лампочками (рис. 227).

Скорость света в физике - формулы и определение с примерами

На экране мы увидим тень, т. е. область, куда нс попадает свет ни от лампочки 1, ни от лампочки 2, и полутени (области Скорость света в физике - формулы и определение с примерами). В области Скорость света в физике - формулы и определение с примерами не попадает свет только от одной лампочки. Тень и полутень можно получить и от одного источника, если он не является точечным (рис. 228).
Скорость света в физике - формулы и определение с примерами
 

Для любознательных:

Образованием тени и полутени можно объяснить солнечные и лунные затмения. Когда Луна оказывается между Землей и Солнцем, на поверхность Земли в область 2 солнечные лучи не попадают и жители этой местности оказываются свидетелями полного солнечного затмения (рис. 229). В области 1 и 3 свет попадает частично, это области полутени. Жители этих мест будут видеть ту часть Солнца, от которой в данную область попадает свет.
Скорость света в физике - формулы и определение с примерами

Главные выводы:

  1. Скорость света в вакууме примерно равна 300 000 Скорость света в физике - формулы и определение с примерами
  2. Скорость света в прозрачных жидких и твердых средах меньше скорости света в воздухе.
  3. Чем меньше скорость света в среде, тем среда оптически более плотная.
  4. В однородных прозрачных средах свет распространяется прямолинейно.
  • Отражение света
  • Спектральный состав естественного света
  • Фотоны в физике
  • Зеркала и изображение в плоском зеркале
  • Агрегатное состояние вещества
  • Зависимость размеров тел от температуры
  • Световые явления
  • Источники света

Чему равна скорость света?

В 1975 году было произведено величайшее открытие, а именно измерена скорость света, которая составляет:

Для более наглядного понимания предлагаю взглянуть на рисунок.

Солнечному свету требуется около 8 минут 19 секунд, чтобы достигнуть Земли.

В ниже представленном видео-ролике постарались такую величину, как скорость света объяснить более доступным языком, чтобы представить насколько это быстро в человеческом понимании и недосягаемо для воспроизводства.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим

ТутКа­кТут
[79.7K]

7 лет назад 

Сейчас, в наше время, имея под рукой компьютер и интернет, не проблема узнать какая скорость света, так как это открытая информация и это значение следующие:

299 792 458 метров в секунду.

Узнав такие данные очевидно можно быть немного шокированным, ведь действительно это огромная скорость, которой пока нет равных, да и вряд ли удастся ее превзойти.

Вот тут еще занимательная табличка и интересными данными:

Музык­а Ветра
[6.5K]

7 лет назад 

  • Чему равна скорость света в вакууме?

Считается, что скорость света равна (наиболее точное измерение) 299 792 458 м/с = 299 792, 458 км/с. Считается за одну планковскую единицу. Часто эти цифры округляют (например, в школьных задачах по физике) до 300 000 000 м/с = 300 000 км/с.

Очень интересная статья (точнее, глава из учебника по физике за 9-й класс), рассказывающая о том, как датский учёный О. Рёмер в 1676 году впервые измерил примерную скорость света. И вот ещё одна статья.

  • Чему равна скорость распространения света в различных прозрачных средах?

Скорость света в различных прозрачных средах всегда меньше, чем скорость света в вакууме, так как чтобы получить скорость света в какой-либо прозрачной среде, мы делим скорость света в вакууме на коэффициент преломления данной среды. Коэффициент преломления вакуума равен единице.

Чтобы получить v (скорость света в конкретной среде), нужно разделить c (скорость света в вакууме) на n. Поэтому распространения света в любой прозрачной среде определяется по формуле:

v = c : n

  • Чему равна скорость света в воздухе?

Скорость распространения света в воздухе равна, мы уже разобрались, скорости света в вакууме, которую разделили на коэффициент (показатель) преломления воздуха, который обозначается как n. А уже этот самый коэффициент зависит и от длины волны, и от давления, и от температуры. То есть при различных n скороость света в воздухе будет разной, но определённо меньше скорости света в вакууме.

  • Чему равна скорость света в стекле?

Всё та же формула, как Вы поняли, а n будет равно от 1,47 до 2,04. Если не уточняется коэффициент преломления стекла, как вариант — взять среднее значение (n = 1,75).

  • Чему равна скороть света в воде?

У воды коэффициент преломления (n) равен 1,33. Тогда:

v = c : n = 299 792 458 м/с : 1,33 ~ 225 407 863 м/с — скорость света в воде.

  • Ко всему вышесказанному хотелось бы добавить, что если Вы хотите более наглядно понять, что же такое скорость света, то можно отметить, что свет от Луны до Земли проходит расстояние за 1,255 с, а солнечный свет проходит расстояние в 150 млн км (!) за 8 мин 19 сек.

  • Со скоростью света распространяется не только свет, но и прочие виды электромагнитного излучения (радиоволны (от сверхдлинных), инфракрасное, ультрафиолетовое, терагерцовое и рентгеновское излучение, также — гамма-излучение).

Чему равна скорость света?

Тарта­р Ассия
[4.6K]

7 лет назад 

Скорость света равна нулю!

Ну, начнем с того, что свет во всех своих спектрах невидим.

Мы не видим свет!

Мы видим только предметы, способные отразить этот свет.

Пример: Мы смотрим на звезду именно в темном небе (что важно) и, если вдруг между нашим глазом и направлением на звезду появиться, например облачко, то оно и отразит этот невидимый свет.

Это первое.

Второе.

Свет есть стоячая волна.

Свет никуда не летит. Свет несет светящийся предмет, отражающий этот свет, например факельщик с факелом, а мы его видим, как отражение от факела, на котором и происходят реакции.

Факел не источник света!

Факел только отражает свет, который появился на поверхности факела из-за химической реакции.

Так же и с нитью накаливания.

Пример:

Берем фонарик и снимаем с него отражатель и в темной комнате одна лишь лампочка осветит равномерно (что важно), лишь достаточно небольшое пространство. И, сколько бы времени мы не затратили на ожидание, то все равно свет никуда более не долетит. Свет будет стоять на одном месте вечно, или пока нить накаливания, нагреваясь, будет способна отражать свет (светиться)! Но, если мы поставим отражатель, то увидим, что свет локализовался в пучок и смог без всякого увеличения мощности свечения проникнуть дальше, если мы, без всякого увеличения мощности, изменим фокус, то свет проникнет еще дальше, но локализуется еще более в ограниченном луче.

Но, даже при большом удалении и даже в стороне от направления луча, мы, находясь в полной темноте, все равно будем видеть световое пятно. Мы закрываем глаза и ничего не видим, открываем и сразу видим светлое пятно от фонарика на темном фоне.

О какой скорости света может идти речь?

Вывод:

У света нет скорости. Свет есть стоячая волна. У стоячей световой волны есть способность при неизменном своем объеме, обусловленном мощностью химической реакции, изменять свою конфигурацию и стоячая волна способна быть видима, лишь при освещении предметов, которые и отражают стоячую волну, а мы видим ее, как светлое пятно на темном фоне и не более того.

Поскольку Вы не уточнили, в каких средах Вас интересует скорость света, то придется давать развернутый ответ. О скорости света в вакууме точно поведал(а) Anasteisha Ana. Но скорость света в различных средах не постоянна и обязательно меньше чем в вакууме. Более того в одной и той же среде скорость света разной длины волны различна. И это свойство света очень широко используется, точнее сказать учитывается в оптике. В оптике введено понятие показателя преломления оптической среды. Этот параметр показывает во сколько раз скорость света некоторой длины волны в данной среде меньше скорости света в вакууме. Так, например, в оптическом стекле ЛК8 скорость распространения красного света с длиной волны 706,52 нанометра в 1,46751 раза меньше чем в вакууме. Т.е. скорость красного света в стекле ЛК8 равна, примерно, 299 792 458/1,46751 = 204286484 м/с., а скорость синего света с длиной волны 479,99 нанометра равна 203113916 м/с. Имеются оптические среды, в которых скорость света существенно меньше. В кристаллах лазеров для некоторых длин волн показатель преломления близок к 2,8. Таким образом, скорость света в этих кристаллах чуть ли ни втрое меньше скорости света в вакууме.

Вита7­5
[9.7K]

8 лет назад 

Так к слову. Скорость света в вакууме и скорость света в другой среде могут отличаться кардинально. Например в Америке (к сожалению не помню в какай лаборатории) смогли замедлить свет практически до полной его остановки.

А вот больше чем 1/299792458 секунды свет скорость развить не может, т.к. свет это обычная электромагнитная волна (такая же как рентген или тепло и радиоволны), отличается только длина волны, частота, то в современном представлении это волна в расслоенном пространстве-времени, и при квантовании этой волны мы получаем фотон (квант света). Это безмассовая частица, соответственно для фотона не существует времени. Это значит, для фотона который родился миллиарды лет назад (относительно сегодняшнего наблюдателя) вообще не прошло ни сколько времени. По формуле Е=МС2 (масса эквивалентна энергии) скорость света можно рассмотреть как постулат, получается что если разогнать частицу с не нулевой массой (например Электрон) до скорости света , то в нее надо вкачать безконечное число энергии, что физически не возможно. из этого следует, что скорость безмассового фатона 1/299792458 секунды (скорость света) это максимальная скорость в нашей видимой вселенной.

Людми­ла 1986
[100K]

7 лет назад 

Фундаментальная физическая постоянная — скорость света в пустоте равна 299 792 458 м/с, это измерение скорости света было произведено в 1975 году. В школе обычно эту величину пишут как 300 000 000 м/с и используют для решения задач.

Еще в античные времена пытались выяснить эту величину, но многие ученые считали, что скорость света величина постоянная. И только в 1676 году датский астроном Олаф Ремер первый измерил скорость света и по его расчетам она равнялась 220 тысяч километров в секунду.

Anast­eisha Ana
[282]

8 лет назад 

Самая точная скорость света в вакууме равна 299 792 458 м/c или 1 079 252 848,8 километров в час.На основе эталонного метра было проведено в 1975 году.

Груст­ный Родже­р
[397K]

8 лет назад 

Скорость света по определению равна 299 792 458 м/с.

Современная тенденция — определение эталонов физических единиц на основе фундаментальных физических констант и высокостабильных природных процессов. Именоо поэтому основная физическая величина — время (определяемое через частоту), потому что технически максимальная стабильность (следовательно, и точность) достигается именно в эталоне частоты. Поэтому и другие единицы измерения стараются привести к частоте и фундументальным постоянным. И поэтому же метр, как единицу дины, определили через частоту, как наиболее точно фиксируемую величину, и фундаментальную постоянную — скорость света.

Мелкое замечание: определение метра и эталон метра — это разные вещи. Определение метра — это расстояние, которое свет прохождит за 1/299792458 секунды. А эталон метра — это некоторое техничекое устройство, конструкция которого может быть основана и на других вещах.

Для более простого понимания, скорость света можно считать 300 000 км в секунду. Для сравнения: Длина экватора земли 40 000 км, то есть за секунду свет может облететь вокруг земли, даже по линии экватора, более 7 раз. Это очень огромная скорость. Люди добились максимальной скорости скорости всего в 2-3 раза превышающей скорость звука, то есть около 3 — 4 тысяч километров в час, или около 1 км в секунду. Вот что такое скорость света в сравнении с существующими технологиями человечества.

SIRIN­A
[41.5K]

8 лет назад 

По википедии скорость света-это

299 792 458 м/c — это скорость света в вакууме. Для удобства в решении задач используют цифру 300 000 000 м/c.Скорость света в вакууме определяется по формуле:

Если же говорить о скорости света в какой-либо среде,то

Скорость света в воздухе почти равна скорости света в вакууме.

А вот уже в воде она примерно на 25% меньше, чем в воздухе.

дольф­аника
[379K]

7 лет назад 

Если раньше понятие скорость света обозначало что-то запредельное, то сейчас уже строят гиперзвуковые истребители,которые должны поступить на вооружение к 2030 году.

Скорость света равна 299 792 458 метров в секунду или если перевести 1 079 252 848,8 км в час , которую впервые определил в 1676 году датчанин О. К. Рёмер.

Fredd­ieT
[3.5K]

7 лет назад 

На данный момент считается, что скорость света равна 299 792 458 метров в секунду.

Но если эта величина не нужна вам с научной точностью, например в школьных задачах, принято округлять эту величину до 300 000 000 метров в секунду, или 300 000 километров в секунду, как говорят чаще.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как составить бизнес план поэтапно
  • Как мне найти любимого человека
  • Как в майнкрафте найти зомби видео
  • Как найти подключенные устройства на макбуке
  • Как найти свидетеля на свадьбу если