سرعت نور چقدر است؟ سرعت نور در خلاء چقدر است.

واقعا چطوری؟ نحوه اندازه گیری بالاترین سرعت در کائناتدر شرایط متوسط و زمینی ما؟ ما دیگر نیازی به معما نداریم - بالاخره چندین قرن است که افراد زیادی روی این موضوع کار کرده اند و روش هایی را برای اندازه گیری سرعت نور ایجاد کرده اند. بیایید داستان را به ترتیب شروع کنیم.

سرعت نورسرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی در خلاء است. تعیین شده است حرف لاتین ج. سرعت نور تقریباً 300000000 متر بر ثانیه است.

در ابتدا هیچ کس اصلاً در مورد اندازه گیری سرعت نور فکر نمی کرد. نور وجود دارد - این عالی است. سپس در عصر باستان، این عقیده که سرعت نور بی نهایت، یعنی لحظه ای است، در میان فیلسوفان علمی حاکم شد. بعدش شد قرون وسطیبا تفتیش عقاید، زمانی که سوال اصلی افراد متفکر و مترقی این بود که "چگونه وارد آتش نشویم؟" و فقط در دوران رنسانسو روشنگرینظرات دانشمندان پرورش یافته و البته تقسیم شده است.

بنابراین، دکارت, کپلرو مزرعهبا دانشمندان عهد باستان هم عقیده بودند. اما او معتقد بود که سرعت نور محدود است، هرچند بسیار زیاد. در واقع، او اولین اندازه گیری سرعت نور را انجام داد. به عبارت دقیق تر، او اولین تلاش را برای اندازه گیری آن انجام داد.

تجربه گالیله

یک تجربه گالیله گالیله در سادگی خود درخشان بود. این دانشمند آزمایشی را برای اندازه گیری سرعت نور، مجهز به وسایل ساده بداهه انجام داد. گالیله و دستیارش در فاصله‌ای زیاد و شناخته شده از یکدیگر، روی تپه‌های مختلف، با فانوس‌های روشن ایستاده بودند. یکی از آنها دریچه فانوس را باز کرد و دومی با دیدن نور فانوس اول مجبور شد همین کار را انجام دهد. گالیله با دانستن فاصله و زمان (تأخیر قبل از باز کردن فانوس توسط دستیار)، انتظار داشت سرعت نور را محاسبه کند. متأسفانه برای موفقیت این آزمایش، گالیله و دستیارش مجبور شدند تپه هایی را انتخاب کنند که چندین میلیون کیلومتر از هم فاصله دارند. یادآوری می کنم که می توانید با پر کردن یک درخواست در سایت.

آزمایش های رومر و بردلی

اولین آزمایش موفق و شگفت آور دقیق در تعیین سرعت نور، تجربه ستاره شناس دانمارکی بود. اولاف رومر. رومر از روش نجومی اندازه گیری سرعت نور استفاده کرد. در سال 1676، او قمر مشتری Io را از طریق تلسکوپ مشاهده کرد و متوجه شد که با دور شدن زمین از مشتری، زمان کسوف این ماهواره تغییر می کند. حداکثر زمان تاخیر 22 دقیقه بود. با فرض دور شدن زمین از مشتری در فاصله ای به قطر مدار زمین، رومر مقدار تقریبی قطر را بر زمان تاخیر تقسیم کرد و مقدار 214000 کیلومتر بر ثانیه را دریافت کرد. البته، چنین محاسبه ای بسیار خشن بود، فاصله بین سیارات فقط به طور تقریبی شناخته شده بود، اما نتیجه نسبتاً نزدیک به حقیقت بود.

تجربه برادلی در سال 1728 جیمز بردلیسرعت نور را با مشاهده انحراف ستاره ها تخمین زد. انحرافتغییر در موقعیت ظاهری یک ستاره ناشی از حرکت زمین در مدار آن است. بردلی با دانستن سرعت زمین و اندازه گیری زاویه انحراف، به 301000 کیلومتر در ثانیه رسید.

تجربه فیزو

به نتیجه آزمایش رومر و بردلی، سپس دانشگاهبا ناباوری واکنش نشان داد. با این حال، نتیجه بردلی دقیق ترین نتیجه برای بیش از صد سال، درست تا سال 1849 بود. آن سال دانشمند فرانسوی آرماند فیزوسرعت نور را با استفاده از روش شاتر چرخشی، بدون مشاهده اندازه گیری کرد اجرام آسمانیاما اینجا روی زمین در واقع این اولین روش آزمایشگاهی بعد از گالیله برای اندازه گیری سرعت نور بود. در زیر نموداری از تنظیمات آزمایشگاهی آن آمده است.

نور منعکس شده از آینه از دندانه های چرخ می گذشت و از آینه دیگری در فاصله 8.6 کیلومتری منعکس می شد. سرعت چرخ افزایش یافت تا اینکه نور در شکاف بعدی قابل مشاهده بود. محاسبات فیزو نتیجه 313000 کیلومتر در ثانیه را نشان داد. یک سال بعد، آزمایش مشابهی با یک آینه گردان توسط لئون فوکو انجام شد که نتیجه 298000 کیلومتر در ثانیه را به دست آورد.

با ظهور میزرها و لیزرها، مردم فرصت ها و راه های جدیدی برای اندازه گیری سرعت نور پیدا کردند و توسعه تئوری نیز امکان محاسبه سرعت نور را به صورت غیر مستقیم و بدون انجام اندازه گیری مستقیم ممکن کرد.

دقیق ترین مقدار برای سرعت نور

بشر تجربه زیادی در اندازه گیری سرعت نور انباشته است. تا به امروز، بیشترین ارزش دقیقسرعت نور به عنوان مقدار در نظر گرفته می شود 299 792 458 متر در ثانیهدر سال 1983 دریافت شد. جالب است که اندازه گیری دقیق تر سرعت نور به دلیل اشتباهات در اندازه گیری غیرممکن است. متر. اکنون مقدار متر به سرعت نور گره خورده و برابر با مسافتی است که نور در 1/299,792,458 ثانیه طی می کند.

در پایان، مانند همیشه، تماشای یک ویدیو آموزنده را پیشنهاد می کنیم. دوستان، حتی اگر با چنین کاری مانند اندازه گیری مستقل سرعت نور با وسایل بداهه روبرو هستید، می توانید با خیال راحت به نویسندگان ما کمک کنید. می توانید یک درخواست را در وب سایت مکاتبات پر کنید. ما برای شما یک مطالعه دلپذیر و آسان آرزو می کنیم!

سرعت نور مسافتی است که نور در واحد زمان طی می کند. این مقدار بستگی به محیطی دارد که نور در آن منتشر می شود.

در خلاء سرعت نور 299792458 متر بر ثانیه است. این بالاترین سرعتی است که می توان به آن رسید. هنگام حل مسائلی که نیاز به دقت خاصی ندارند، این مقدار برابر با 300000000 m/s در نظر گرفته می شود. فرض بر این است که همه انواع پرتوهای الکترومغناطیسی با سرعت نور در خلاء منتشر می شوند: امواج رادیویی، تابش مادون قرمز، نور مرئی، اشعه ماوراء بنفش، اشعه ایکس، اشعه گاما. آن را با یک نامه مشخص کنید با .

سرعت نور چگونه تعیین می شود؟

در دوران باستان، دانشمندان معتقد بودند که سرعت نور بی نهایت است. بعدها بحث در مورد این موضوع در جامعه علمی آغاز شد. کپلر، دکارت و فرما با نظر دانشمندان باستانی موافق بودند. و گالیله و هوک معتقد بودند که اگرچه سرعت نور بسیار زیاد است، اما هنوز مقدار محدودی دارد.

گالیله گالیله

یکی از اولین کسانی که برای اندازه گیری سرعت نور تلاش کرد ایتالیایی بود دانشمند گالیلهگالیله در طول آزمایش، او و دستیارش بر روی تپه های مختلف بودند. گالیله دمپر فانوس خود را باز کرد. در آن لحظه وقتی دستیار این نور را دید، مجبور شد همین کار را با فانوس خود انجام دهد. مدت زمانی که نور از گالیله به دستیار و عقب رفت آنقدر کوتاه بود که گالیله متوجه شد که سرعت نور بسیار زیاد است و اندازه گیری آن در چنین فاصله کوتاهی غیرممکن است، زیرا نور تقریباً فوراً منتشر می شود. . و زمان ثبت شده توسط او فقط سرعت عکس العمل یک فرد را نشان می دهد.

سرعت نور اولین بار در سال 1676 توسط ستاره شناس دانمارکی اولاف رومر با استفاده از فواصل نجومی تعیین شد. او با مشاهده کسوف قمر مشتری آیو با تلسکوپ متوجه شد که با دور شدن زمین از مشتری، هر کسوف بعدی دیرتر از آنچه محاسبه شده بود رخ می دهد. حداکثر تاخیر زمانی که زمین به سمت دیگر خورشید می رود و با فاصله از مشتری دور می شود، برابر با قطرمدار زمین 22 ساعت است. اگرچه در آن زمان قطر دقیق زمین مشخص نبود، اما دانشمند مقدار تقریبی آن را بر 22 ساعت تقسیم کرد و به مقداری در حدود 220000 کیلومتر در ثانیه رسید.

اولاف رومر

نتیجه به دست آمده توسط رومر باعث بی اعتمادی دانشمندان شد. اما در سال 1849 فیزیکدان فرانسوی آرماند هیپولیت لوئیس فیزو سرعت نور را با استفاده از روش شاتر چرخشی اندازه گیری کرد. در آزمایش او، نور منبعی از بین دندانه های یک چرخ دوار عبور کرده و به آینه هدایت می شود. که از او منعکس شد، برگشت. سرعت چرخ افزایش یافت. هنگامی که به مقدار مشخصی رسید، پرتو منعکس شده از آینه توسط دندان حرکت داده شده به تأخیر افتاد و ناظر در آن لحظه چیزی ندید.

تجربه فیزو

فیزو سرعت نور را به صورت زیر محاسبه کرد. نور راه را طی می کند L از چرخ تا آینه در زمانی برابر با t1 = 2 لیتر در ثانیه . مدت زمانی که چرخ برای چرخش ½ شکاف طول می کشد است t 2 \u003d T / 2N ، جایی که تی - دوره چرخش چرخ، ن - تعداد دندان ها فرکانس چرخش v = 1/T . لحظه ای که ناظر نور را نمی بیند فرا می رسد t1 = t2 . از اینجا فرمول تعیین سرعت نور را بدست می آوریم:

c = 4LNv

پس از محاسبه این فرمول، فیزو مشخص کرد که با = 313,000,000 متر بر ثانیه. این نتیجه بسیار دقیق تر بود.

آرماند هیپولیت لوئیس فیزو

در سال 1838، دومینیک فرانسوا ژان آراگو، فیزیکدان و ستاره شناس فرانسوی، استفاده از روش چرخش آینه ها را برای محاسبه سرعت نور پیشنهاد کرد. این ایده توسط فیزیکدان، مکانیک و ستاره شناس فرانسوی، ژان برنارد لئون فوکو، که در سال 1862 مقدار سرعت نور (298000000 ± 500000) متر بر ثانیه را به دست آورد، عملی شد.

دومینیک فرانسوا ژان آراگو

در سال 1891، نتیجه اخترشناس آمریکایی سیمون نیوکامب، یک مرتبه قدر دقیق تر از نتیجه فوکو بود. در نتیجه محاسبات او با = (99 810 000 ± 50 000) m/s.

پژوهش فیزیکدان آمریکاییآلبرت آبراهام مایکلسون که از نصبی با آینه هشت ضلعی چرخان استفاده کرد، امکان تعیین دقیق تر سرعت نور را فراهم کرد. در سال 1926، دانشمند زمانی را اندازه گیری کرد که طی آن نور فاصله بین قله های دو کوه معادل 35.4 کیلومتر را طی کرد و دریافت کرد. با = (299 796 000 ± 4 000) متر بر ثانیه.

دقیق ترین اندازه گیری در سال 1975 انجام شد. در همان سال، کنفرانس عمومی وزن ها و اندازه ها توصیه کرد که سرعت نور برابر با 1.2 ± 299792458 متر بر ثانیه در نظر گرفته شود.

چه چیزی سرعت نور را تعیین می کند

سرعت نور در خلاء به چارچوب مرجع یا موقعیت ناظر بستگی ندارد. ثابت می ماند، برابر با 1.2 ± 299792458 m/s. اما در رسانه های شفاف مختلف این سرعت کمتر از سرعت آن در خلاء خواهد بود. هر محیط شفاف دارای چگالی نوری است. و هر چه بالاتر باشد، نور کندتر در آن منتشر می شود. مثلاً سرعت نور در هوا از سرعت آن در آب بیشتر است و در شیشه نوری خالص کمتر از آب است.

اگر نور از محیطی با چگالی کمتر به محیطی متراکم تر عبور کند، سرعت آن کاهش می یابد. و اگر انتقال از یک محیط متراکم تر به یک محیط کمتر متراکم رخ دهد، برعکس، سرعت افزایش می یابد. این توضیح می دهد که چرا پرتو نور در مرز انتقال دو رسانه منحرف می شود.

در سال 1676، اوله رومر، ستاره شناس دانمارکی، اولین تخمین تقریبی سرعت نور را انجام داد. رومر متوجه اختلاف اندکی در طول مدت کسوف های ماهواره های مشتری شد و به این نتیجه رسید که حرکت زمین، یا نزدیک شدن به مشتری یا دور شدن از آن، فاصله ای را که نور منعکس شده از ماهواره ها باید طی کند، تغییر می دهد.

رومر با اندازه گیری بزرگی این اختلاف محاسبه کرد که سرعت نور 219911 کیلومتر بر ثانیه است. در آزمایش بعدی در سال 1849، فیزیکدان فرانسوی آرماند فیزو دریافت که سرعت نور 312873 کیلومتر در ثانیه است.

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، تنظیمات آزمایشی فیزو شامل یک منبع نور بود، یک آینه نیمه شفاف که فقط نیمی از نوری را که روی آن فرو می‌افتد منعکس می‌کند و به بقیه اجازه می‌دهد از چرخ دنده‌های دوار و آینه ثابت عبور کنند. هنگامی که نور به یک آینه نیمه شفاف برخورد کرد، به چرخ دنده منعکس شد که نور را به پرتوها تقسیم کرد. پس از عبور از سیستم لنزهای فوکوس، هر پرتو نور از یک آینه ثابت منعکس شده و به چرخ دنده باز می گردد. فیزو با اندازه گیری دقیق سرعتی که چرخ دنده پرتوهای بازتاب شده را مسدود می کند، توانست سرعت نور را محاسبه کند. همکارش ژان فوکو یک سال بعد این روش را بهبود بخشید و دریافت که سرعت نور 297878 کیلومتر در ثانیه است. این مقدار با مقدار مدرن 299792 کیلومتر در ثانیه که با ضرب طول موج و فرکانس تابش لیزر محاسبه می شود، تفاوت کمی دارد.

آزمایش فیزو

همانطور که در شکل های بالا نشان داده شده است، نور در صورت چرخش آهسته از همان شکاف بین دندانه های چرخ به جلو و عقب می رود (شکل پایین). اگر چرخ به سرعت می چرخد (تصویر بالا)، چرخ دنده مجاور نور برگشتی را مسدود می کند.

نتایج فیزو

با قرار دادن آینه در فاصله 8.64 کیلومتری از چرخ دنده، فیزو تشخیص داد که سرعت چرخش چرخ دنده لازم برای مسدود کردن پرتو نور برگشتی 12.6 دور در ثانیه است. او با دانستن این ارقام و همچنین مسافت طی شده توسط نور و مسافتی که چرخ دنده باید طی می کرد تا پرتو نور را مسدود کند (برابر با عرض شکاف بین دندانه های چرخ)، محاسبه کرد که پرتو نور را گرفته است. 0.000055 ثانیه برای طی مسافت از چرخ دنده تا آینه و عقب. با تقسیم بر این زمان کل مسافت 17.28 کیلومتری که توسط نور طی شده است، فیزو برای سرعت خود به مقدار 312873 کیلومتر در ثانیه دست یافت.

آزمایش فوکو

در سال 1850، فیزیکدان فرانسوی، ژان فوکو، تکنیک فیزو را با جایگزینی چرخ دنده با یک آینه چرخان بهبود بخشید. نور منبع فقط زمانی که آینه ساخته شد به ناظر می رسید نوبت کامل 360 درجه در فاصله زمانی بین خروج و بازگشت پرتو نور. فوکو با استفاده از این روش مقدار 297878 کیلومتر بر ثانیه را برای سرعت نور به دست آورد.

وتر نهایی در اندازه گیری سرعت نور.

اختراع لیزر فیزیکدانان را قادر ساخت تا سرعت نور را با دقت بسیار بیشتری نسبت به قبل اندازه گیری کنند. در سال 1972 دانشمندان از موسسه ملیاستانداردها و فناوری به دقت طول موج و فرکانس پرتو لیزر را اندازه گیری کرده و سرعت نور را که حاصل ضرب این دو متغیر است، 299792458 متر بر ثانیه (186282 مایل در ثانیه) ثابت کرده است. یکی از پیامدهای این اندازه‌گیری جدید، تصمیم کنفرانس عمومی وزن‌ها و اندازه‌گیری‌ها بود که مسافتی را که نور در 1/299792458 ثانیه طی می‌کند به عنوان متر مرجع (3.3 فوت) در نظر گرفت. بنابراین / سرعت نور، مهمترین ثابت اساسی در فیزیک، اکنون با قطعیت بسیار بالایی محاسبه می شود و متر مرجع را می توان بسیار دقیق تر از همیشه تعیین کرد.

بازنمایی هنری سفینه فضاییپریدن به "سرعت نور". اعتبار: ناسا/مرکز تحقیقات گلن.

از زمان های قدیم، فیلسوفان و دانشمندان به دنبال درک نور بوده اند. علاوه بر این، در تلاش برای تعیین ویژگی های اصلی آن (یعنی از چه چیزی ساخته شده است - یک ذره یا یک موج و غیره)، آنها همچنین به دنبال اندازه گیری محدودی از سرعت حرکت آن بودند. از اواخر قرن هفدهم، دانشمندان دقیقاً همین کار را انجام می‌دهند و با دقت فزاینده‌ای.

با انجام این کار، آنها درک بهتری از مکانیک نور و نقش مهمی که در فیزیک، نجوم و کیهان شناسی ایفا می کند، به دست آوردند. به بیان ساده، نور با سرعتی باورنکردنی حرکت می کند و سریع ترین جسم متحرک در جهان است. سرعت آن یک مانع ثابت و غیر قابل تسخیر است و به عنوان معیار فاصله استفاده می شود. اما با چه سرعتی حرکت می کند؟

سرعت نور (s):

نور با سرعت ثابت 1,079,252,848.8 کیلومتر در ساعت (1.07 میلیارد) حرکت می کند. آنچه به دست می آید 299792458 متر بر ثانیه است. بیایید همه چیز را در جای خود قرار دهیم. اگر می‌توانستید با سرعت نور حرکت کنید، می‌توانید حدود هفت و نیم بار در ثانیه دور کره زمین بچرخید. در همین حال، شخصی که با سرعت متوسط 800 کیلومتر در ساعت پرواز می کند، بیش از 50 ساعت طول می کشد تا سیاره را دور بزند.

تصویری که فاصله ای را که نور بین زمین و خورشید طی می کند نشان می دهد. اعتبار: LucasVB / دامنه عمومی.

این را از نقطه نظر نجومی در نظر بگیرید، میانگین فاصله تا 384398.25 کیلومتر. بنابراین نور این فاصله را در حدود یک ثانیه طی می کند. در همین حال، میانگین 149،597،886 کیلومتر است، یعنی تنها حدود 8 دقیقه طول می کشد تا نور این سفر را انجام دهد.

پس جای تعجب نیست که چرا سرعت نور معیاری برای تعیین فواصل نجومی است. وقتی می گوییم ستاره ای مانند 4.25 سال نوری از ما فاصله دارد، منظورمان این است که حدود 4 سال و 3 ماه طول می کشد و با سرعت ثابت 1.07 میلیارد کیلومتر در ساعت به آنجا می رسد. اما چگونه به این مقدار بسیار خاص برای سرعت نور رسیدیم؟

سابقه تحصیل:

تا قرن هفدهم، دانشمندان مطمئن بودند که نور با سرعت محدود یا آنی حرکت می کند. از زمان یونانیان باستان تا متکلمان اسلامی قرون وسطی و علمای دوران معاصر، بحث هایی وجود داشته است. اما تا زمانی که کار ستاره شناس دانمارکی اوله رومر (1644-1710) ظاهر شد که در آن اولین اندازه گیری های کمی انجام شد.

در سال 1676، رومر مشاهده کرد که دوره‌های درونی‌ترین قمر مشتری، آیو، زمانی که زمین به مشتری نزدیک می‌شود، کوتاه‌تر به نظر می‌رسد تا زمانی که در حال عقب‌نشینی است. از این نتیجه او به این نتیجه رسید که نور با سرعت محدودی حرکت می کند و تخمین زده می شود که حدود 22 دقیقه طول بکشد تا از قطر مدار زمین عبور کند.

پروفسور آلبرت اینشتین در یازدهمین سخنرانی جوزیا ویلارد گیبز در مؤسسه فناوری کارنگی در 28 دسامبر 1934، جایی که او نظریه خود را توضیح می دهد که ماده و انرژی در یکسان هستند. اشکال مختلف. اعتبار: AP Photo

کریستین هویگنس از این تخمین استفاده کرد و آن را با تخمین قطر مدار زمین ترکیب کرد و به تخمین 220000 کیلومتر بر ثانیه رسید. آیزاک نیوتن همچنین در اثر اصلی خود در اپتیک در سال 1706 از محاسبات رومر صحبت کرد. او با تصحیح فاصله بین زمین و خورشید، محاسبه کرد که هفت یا هشت دقیقه طول می کشد تا نور از یکی به دیگری برسد. در هر دو مورد، خطای نسبتاً کمی وجود داشت.

اندازه‌گیری‌های بعدی توسط فیزیکدانان فرانسوی هیپولیت فیزو (1819-1896) و لئون فوکو (1819-1868) این ارقام را اصلاح کردند و به مقدار 315000 کیلومتر بر ثانیه رسیدند. و در نیمه دوم قرن نوزدهم، دانشمندان از ارتباط بین نور و الکترومغناطیس آگاه شدند.

این توسط فیزیکدانان با اندازه گیری بارهای الکترومغناطیسی و الکترواستاتیک به دست آمده است. آنها سپس دریافتند که مقدار عددی بسیار نزدیک به سرعت نور است (همانطور که توسط Fizeau اندازه گیری شد). ویلهلم ادوارد وبر، فیزیکدان آلمانی، بر اساس کار خود، که نشان داد امواج الکترومغناطیسی در فضای خالی منتشر می شوند، پیشنهاد کرد که نور یک موج الکترومغناطیسی است.

پیشرفت بزرگ بعدی در آغاز قرن بیستم رخ داد. آلبرت انیشتین در مقاله خود با عنوان "در مورد الکترودینامیک اجسام متحرک" بیان می کند که سرعت نور در خلاء، همانطور که توسط ناظری با سرعت ثابت اندازه گیری می شود، در تمام چارچوب های مرجع اینرسی یکسان است و به حرکت بستگی ندارد. منبع یا ناظر

پرتو لیزری که از یک لیوان آب می تابد، نشان می دهد که با حرکت از هوا به شیشه به آب و برگشت به هوا، تحت چه تغییراتی قرار می گیرد. اعتبار: باب کینگ

با در نظر گرفتن این بیانیه و اصل نسبیت گالیله، اینشتین نظریه نسبیت خاص را استخراج کرد که در آن سرعت نور در خلاء (c) یک ثابت اساسی است. پیش از این، کنوانسیون بین دانشمندان این بود که کیهان با "اتر نوردار" پر شده بود که مسئول توزیع آن است - یعنی. نوری که از طریق یک محیط متحرک حرکت می کند، در دم محیط دنبال می شود.

این به نوبه خود به این معنی است که سرعت اندازه گیری شده نور، مجموع ساده سرعت آن در محیط به اضافه سرعت آن محیط خواهد بود. با این حال، نظریه اینشتین مفهوم اتر ثابت را بی فایده ساخت و ایده فضا و زمان را تغییر داد.

این (تئوری) نه تنها این ایده را مطرح کرد که سرعت نور در همه فریم های اینرسی یکسان است، بلکه پیشنهاد کرد که تغییرات عمده زمانی رخ می دهد که اشیا به سرعت نور نزدیک شوند. اینها شامل چارچوب فضا-زمان جسم متحرکی است که به نظر می رسد در حال کند شدن است، و جهت حرکت زمانی که اندازه گیری از دید ناظر است (به عنوان مثال، اتساع زمان نسبیتی، جایی که زمان با نزدیک شدن به سرعت کاهش می یابد. سبک).

مشاهدات او همچنین با معادلات ماکسول برای الکتریسیته و مغناطیس با قوانین مکانیک سازگار است، محاسبات ریاضی را به دور از استدلال های نامربوط دانشمندان دیگر ساده می کند، و با مشاهده مستقیم سرعت نور سازگار است.

ماده و انرژی چقدر شبیه هم هستند؟

در نیمه دوم قرن بیستم، اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر با استفاده از روش تداخل‌سنج‌های لیزری و حفره‌های تشدید، تخمین‌های سرعت نور را بیشتر اصلاح کردند. تا سال 1972، تیمی در اداره ملی استاندارد ایالات متحده در بولدر، کلرادو، از تداخل سنجی لیزری برای رسیدن به مقدار پذیرفته شده فعلی 299792458 متر بر ثانیه استفاده کردند.

نقش در اخترفیزیک مدرن:

نظریه انیشتین مبنی بر اینکه سرعت نور در خلاء به حرکت منبع و چارچوب مرجع اینرسی ناظر بستگی ندارد، از آن زمان به طور مداوم توسط آزمایش های بسیاری تأیید شده است. همچنین یک حد بالایی برای سرعتی که تمام ذرات و امواج بدون جرم (از جمله نور) می توانند در خلاء حرکت کنند تعیین می کند.

یکی از نتایج این امر این است که کیهان‌شناسی‌ها اکنون فضا و زمان را به عنوان یک ساختار واحد به نام فضازمان در نظر می‌گیرند که در آن می‌توان از سرعت نور برای تعیین معنای هر دو (یعنی سال‌های نوری، دقیقه‌های نوری و ثانیه‌های نوری) استفاده کرد. اندازه گیری سرعت نور نیز می تواند به عامل مهمی در تعیین شتاب انبساط جهان تبدیل شود.

در اوایل دهه 1920، با مشاهدات لماتر و هابل، دانشمندان و ستاره شناسان متوجه شدند که جهان از مبدأ خود در حال انبساط است. هابل همچنین متوجه شد که هر چه کهکشان دورتر باشد، سریعتر حرکت می کند. آنچه اکنون ثابت هابل نامیده می شود سرعتی است که جهان در حال انبساط است، این سرعت برابر با 68 کیلومتر بر ثانیه در هر مگاپارسک است.

جهان با چه سرعتی در حال انبساط است؟

این پدیده که به عنوان یک نظریه ارائه شده است، به این معنی است که برخی از کهکشان‌ها در واقع می‌توانند سریع‌تر از سرعت نور حرکت کنند، که می‌تواند محدودیتی را بر آنچه ما در جهان خود مشاهده می‌کنیم تحمیل کند. اساساً، کهکشان‌هایی که سریع‌تر از سرعت نور حرکت می‌کنند، از «افق رویداد کیهانی» عبور می‌کنند، جایی که دیگر برای ما قابل مشاهده نیستند.

علاوه بر این، در دهه 1990، اندازه‌گیری‌های انتقال به سرخ کهکشان‌های دور نشان داد که انبساط جهان در چند میلیارد سال گذشته شتاب گرفته است. این منجر به نظریه "انرژی تاریک" شد، که در آن یک نیروی نامرئی انبساط خود فضا را هدایت می کند، نه اجسام در حال حرکت در آن (بدون اینکه محدودیتی برای سرعت نور یا شکستن نسبیت ایجاد کند).

همراه با نسبیت خاص و عام معنای معاصرسرعت نور در خلاء از کیهان شناسی، مکانیک کوانتومی و مدل استاندارد فیزیک ذرات شکل گرفته است. هنگامی که به حد بالایی که ذرات بدون جرم می توانند حرکت کنند، ثابت می ماند و مانعی دست نیافتنی برای ذرات با جرم باقی می ماند.

شاید روزی راهی برای تجاوز از سرعت نور پیدا کنیم. در حالی که ما هیچ ایده عملی در مورد چگونگی وقوع چنین اتفاقی نداریم، به نظر می رسد که پول هوشمند در فناوری به ما امکان می دهد قوانین فضا-زمان را دور بزنیم، یا با ایجاد حباب های تار (معروف به درایو تار Alcubierre) یا تونل زدن از طریق آن (معروف به آن. کرمچاله ها).

کرمچاله ها چیست؟

تا آن زمان، ما به سادگی باید از جهان آنگونه که می بینیم قانع باشیم و به کاوش بخشی که با روش های مرسوم می توان به آن دست یافت، بمانیم.

عنوان مقاله ای که خواندید "سرعت نور چقدر است؟".

سرعت نور مسافتی است که نور در واحد زمان طی می کند. این مقدار بستگی به محیطی دارد که نور در آن منتشر می شود.

در خلاء سرعت نور 299792458 متر بر ثانیه است. این بالاترین سرعتی است که می توان به آن رسید. هنگام حل مسائلی که نیاز به دقت خاصی ندارند، این مقدار برابر با 300000000 m/s در نظر گرفته می شود. فرض بر این است که همه انواع پرتوهای الکترومغناطیسی با سرعت نور در خلاء منتشر می شوند: امواج رادیویی، تابش مادون قرمز، نور مرئی، تابش فرابنفش، اشعه ایکس، تابش گاما. آن را با یک نامه مشخص کنید با .

سرعت نور چگونه تعیین می شود؟

گالیله گالیله

یکی از اولین کسانی که سرعت نور را اندازه گیری کرد دانشمند ایتالیایی گالیله گالیله بود. در طول آزمایش، او و دستیارش بر روی تپه های مختلف بودند. گالیله دمپر فانوس خود را باز کرد. در آن لحظه وقتی دستیار این نور را دید، مجبور شد همین کار را با فانوس خود انجام دهد. مدت زمانی که نور از گالیله به دستیار و عقب رفت آنقدر کوتاه بود که گالیله متوجه شد که سرعت نور بسیار زیاد است و اندازه گیری آن در چنین فاصله کوتاهی غیرممکن است، زیرا نور تقریباً فوراً منتشر می شود. . و زمان ثبت شده توسط او فقط سرعت عکس العمل یک فرد را نشان می دهد.

سرعت نور اولین بار در سال 1676 توسط ستاره شناس دانمارکی اولاف رومر با استفاده از فواصل نجومی تعیین شد. او با مشاهده کسوف قمر مشتری آیو با تلسکوپ متوجه شد که با دور شدن زمین از مشتری، هر کسوف بعدی دیرتر از آنچه محاسبه شده بود رخ می دهد. حداکثر تاخیر زمانی که زمین به سمت دیگر خورشید حرکت می کند و در فاصله ای برابر با قطر مدار زمین از مشتری دور می شود، 22 ساعت است. اگرچه در آن زمان قطر دقیق زمین مشخص نبود، اما دانشمند مقدار تقریبی آن را بر 22 ساعت تقسیم کرد و به مقداری در حدود 220000 کیلومتر در ثانیه رسید.

اولاف رومر

تجربه فیزو

c = 4LNv

پس از محاسبه این فرمول، فیزو مشخص کرد که با = 313,000,000 متر بر ثانیه. این نتیجه بسیار دقیق تر بود.

آرماند هیپولیت لوئیس فیزو

دومینیک فرانسوا ژان آراگو

مطالعات فیزیکدان آمریکایی آلبرت آبراهام مایکلسون، که از یک نصب با یک آینه هشت وجهی چرخان استفاده کرد، امکان تعیین دقیق تر سرعت نور را فراهم کرد. در سال 1926، دانشمند زمانی را اندازه گیری کرد که طی آن نور فاصله بین قله های دو کوه معادل 35.4 کیلومتر را طی کرد و دریافت کرد. با = (299 796 000 ± 4 000) متر بر ثانیه.