빛의 속도는 얼마입니까, 그것이 같고 어떻게 측정됩니까? 사진, 비디오 * 우주

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많은 사람들이 유아기의“빛의 속도”와 같은 개념의 존재에 대해 알고 있습니다. 그러나 모든 사람이 현상에 대해 자세히 알고있는 것은 아닙니다.

많은 사람들은 뇌우 중에 번개와 번개 소리 사이에 지연이 있다는 사실에 주목했습니다. 일반적으로이 발생은 우리에게 더 빨리 도달합니다. 이것은 소리보다 속도가 빠르다는 것을 의미합니다. 그 이유는 무엇입니까? 빛의 속도는 얼마이며 어떻게 측정됩니까?

빛의 속도는 얼마입니까?

먼저 빛의 속도가 무엇인지 이해합시다. 과학적으로 이것은 광선이 진공 또는 공기 중에서 얼마나 빨리 이동 하는지를 나타내는 양입니다. 또한 빛이 무엇인지 알아야합니다. 이것은 사람의 눈으로 감지되는 방사선입니다. 속도는 환경 조건뿐만 아니라 굴절과 같은 다른 특성에 따라 다릅니다.

흥미로운 사실: 빛이 지구에서 위성, 달로 이동하는 데 1.25 초가 걸립니다.

자신의 말로 빛의 속도는 얼마입니까?

간단히 말해서, 빛의 속도는 광선이 어느 거리에서나 이동하는 시간 범위입니다. 시간은 일반적으로 초 단위로 측정됩니다. 그러나 일부 과학자들은 다른 단위를 사용합니다. 거리도 다른 방식으로 측정됩니다. 기본적으로 이것은 미터입니다. 즉,이 값은 m / s로 간주됩니다. 물리학은 이것을 다음과 같이 설명합니다 : 일정 속도로 움직이는 현상 (일정한).

이해하기 쉽도록 다음 예를 살펴 보겠습니다. 사이클 선수는 20km / h의 속도로 움직입니다. 그는 속도가 25km / h 인 자동차 운전자를 따라 잡고 싶어합니다. 계산하면 자전거는 자전거보다 5km / h 빠릅니다. 빛의 광선으로 인해 상황이 다릅니다. 첫 번째 사람과 두 번째 사람이 얼마나 빨리 움직여도 그들에 대한 빛은 일정한 속도로 움직입니다.

빛의 속도는 얼마입니까?

진공 상태가 아닌 경우 다양한 조건이 빛에 영향을줍니다. 광선을 통과하는 물질. 산소 접근없이 초당 미터 수가 변하지 않으면 공기 접근이 가능한 환경에서 값이 변경됩니다.

유리, 물 및 공기와 같은 다양한 재료를 통해 빛이 더 천천히 이동합니다. 이 현상은 빛의 움직임을 얼마나 느리게하는지 설명하기 위해 굴절률이 주어집니다. 유리의 굴절률은 1.5이며 이는 빛이 초당 약 2 억 킬로미터의 속도로 유리를 통과 함을 의미합니다. 물의 굴절률은 1.3이고 공기의 굴절률은 1보다 약간 높습니다. 즉, 공기가 빛의 속도를 약간 느리게합니다.

따라서 공기 또는 액체를 통과 한 후 속도가 느려지고 진공보다 느려집니다. 예를 들어, 다양한 저수지에서 광선의 이동 속도는 우주에서의 속도의 0.75입니다. 또한 1.01 bar의 표준 압력에서 속도는 1.5-2 % 느려집니다. 즉, 지상 조건 하에서 빛의 속도는 환경 조건에 따라 달라집니다.

이러한 현상의 경우 특수 개념-굴절이 나타났습니다. 즉, 빛의 굴절입니다. 그것은 다양한 발명에서 널리 사용됩니다. 예를 들어, 굴절 기는 광학 시스템을 갖춘 망원경입니다. 또한, 이것의 도움으로 쌍안경 및 기타 장비가 만들어지며, 그 작업의 본질은 광학의 사용입니다.

일반적으로 가장 작은 광선은 일반 공기를 통과하여 굴절 될 수 있습니다. 특수 제작 된 광학 유리를 통과 할 때 속도는 초당 약 1 억 9 천 킬로미터입니다. 이것은 상수보다 거의 105 천 km / s 적습니다.

빛의 속도의 가장 정확한 가치

수년에 걸친 물리학 자들은 광선의 속도를 연구하는 경험을 얻었습니다. 현재 광속의 가장 정확한 값은 초당 299,792km. 상수는 1933 년에 설립되었습니다. 숫자는 여전히 관련이 있습니다.

그러나 지표의 결정으로 인해 더 많은 어려움이 발생했습니다.이것은 미터 오류로 인한 것입니다. 이제 미터 자체는 빛의 속도에 직접적으로 의존합니다. 광선이 특정 초 수-1 / 광속에서 이동하는 거리와 같습니다.

진공 상태에서 빛의 속도는 얼마입니까?

진공 상태에서는 빛이 다양한 조건의 영향을받지 않기 때문에 지구에서와 같이 속도가 변하지 않습니다. 진공 상태에서 빛의 속도는 초당 299,792km입니다.. 이 표시기가 한계입니다. 세상의 어느 것도 더 빨리 움직일 수 없으며, 아주 빨리 움직이는 우주의 몸조차도 믿어지지 않습니다.

예를 들어, 보잉 X-43 전투기는 사운드 속도를 거의 10 배 (11,000km / h 이상) 초과하여 빔보다 느리게 비행합니다. 후자는 시속 96 만 킬로미터 이상 빠르게 움직입니다.

빛의 속도는 어떻게 측정 되었습니까?

최초의 과학자들은이 값을 측정하려고했습니다. 다른 방법이 사용되었습니다. 고대 시대에 과학 사람들은 그것이 무한하다고 믿었으므로 그것을 측정하는 것은 불가능합니다. 이 의견은 16-17 세기까지 오랫동안 유지되었습니다. 당시에는 다른 과학자들이 나타나 빔이 끝났으며 그 속도를 측정 할 수 있다고 제안했습니다.

덴마크의 유명한 천문학 자 Olaf Roemer는 빛의 속도에 대한 지식을 새로운 차원으로 끌어 올렸습니다. 목성의 달식이 늦었다는 것을 알았습니다. 이전에는 아무도 이것에주의를 기울이지 않았습니다. 결과적으로 그는 속도를 계산하기로 결정했습니다.

그는 초당 약 2 억 2 천 km에 달하는 대략적인 속도를 내놓았습니다. 나중에 영국의 과학자 제임스 브래들리가 연구를 시작했습니다. 그는 완전히 옳지는 않았지만 현재의 연구 결과에 약간 접근했습니다.

얼마 후 대부분의 과학자들은이 양에 관심을 갖게되었습니다. 이 연구에는 여러 나라의 사람들이 참여했습니다. 그러나 20 세기 70 년대까지는 웅장한 발견이 없었습니다. 1970 년대 이래로 레이저와 매서 (양자 발생기)를 고안했을 때 과학자들은 연구를 수행하고 정확한 속도를 얻었습니다. 현재 가치는 1983 년 이후로 관련이 있습니다. 작은 오류 만 수정했습니다.

갈릴레오의 경험

이탈리아의 한 과학자는 그 경험의 단순성과 천재성으로 그 당시의 모든 연구원들을 놀라게했습니다. 그는 자신의 손끝에 있던 일반 도구를 사용하여 빛의 속도를 측정했습니다.

그와 그의 조수는 이전에 그들 사이의 거리를 계산하여 인접한 언덕을 올라갔습니다. 그들은 조명 된 랜턴을 가져다가 조명을 열고 닫는 댐퍼를 장착했습니다. 차례로 빛을 열고 닫으면서 빛의 속도를 계산하려고했습니다. 갈릴레오와 조수는 빛을 열고 닫는 지연을 미리 알고있었습니다. 하나가 열리면 다른 하나도 마찬가지입니다.

그러나 실험은 실패했습니다. 그것이 작동하려면 과학자들은 서로 수백만 킬로미터 떨어진 곳에 서 있어야합니다.

Römer와 Bradley의 경험

이 연구는 이미 위에서 간략하게 작성되었습니다. 이것은 당시 가장 진보적 인 경험 중 하나입니다. Römer는 천문학의 지식을 사용하여 광선의 속도를 측정했습니다. 그것은 17 세기의 76 년에 일어났습니다.

연구원은 망원경을 통해 이오 (목성의 위성)를 관찰했다. 그는 다음과 같은 패턴을 발견했습니다. 지구가 목성에서 멀어 질수록 이오 식의 지연이 더 커집니다. 가장 큰 지연은 21-22 분이었습니다.

위성이 궤도 직경의 길이와 같은 거리에서 멀어 졌다고 가정하면 과학자는 거리를 시간으로 나눕니다. 결과적으로 그는 초당 2 억 2 천 킬로미터를 받았다. 이 연구는 대략적인 것으로 간주되지만 거리는 대략적 이었으므로 현재 지표에 접근했습니다.

18 세기에 제임스 브래들리는이 연구를 보완했다. 이를 위해 그는 태양 주위의 지구 운동으로 인해 우주 몸의 위치가 변하는 수차를 사용했습니다. 제임스는 수차 각도를 측정했으며 지구의 속도를 알고 초당 301 만 킬로미터의 값을 얻었습니다.

피조 체험

연구원과 평범한 사람들은 Römer와 James Bradley의 경험에 회의적이었습니다. 그럼에도 불구하고 결과는 진실에 가장 가깝고 1 세기 이상 관련이있었습니다. 19 세기 파리의 프랑스 수도 과학자 인 아르 만 피소 (Arman Fizeau)는이 양의 측정에 기여했다. 그는 로터리 셔터 방식을 사용했습니다. 또한 조수의 갈릴레오 갈릴레이와 마찬가지로 피소는 천체를 관찰하지 않고 실험실에서 조사했습니다.

경험의 원리는 간단합니다. 빛의 광선이 거울을 겨냥했습니다. 그것을 반영하여 빛은 바퀴의 이빨을 통과했습니다. 그런 다음 8.6km 떨어진 다른 반사 표면에 부딪 혔습니다. 다음 간격에서 빔이 보일 때까지 휠을 회전시켜 속도를 높였습니다. 계산 후, 과학자는 3 억 3 천 km / s의 결과를 받았습니다.

나중에, 프랑스 물리학 자이자 천문학 자 레온 푸코 (Leon Foucault)가이 연구를 반복하여 298 천 km / s의 결과를 얻었습니다. 당시 가장 정확한 결과입니다. 이후 측정은 레이저 및 메이저를 사용하여 수행되었습니다.