Виведення формули швидкості світла. Значення і поняття

Рубрика: Середня освіта

Ще зі шкільних часів ми знаємо, що швидкість світла, згідно із законами Енштейна, - це непереборний максимум у Всесвіті. Відстань від Сонця до Землі світло проходить за 8 хвилин, а це приблизно 150000000 км. До Нептуна доходить лише через 6 годин, але космічним апаратам потрібні десятиліття на подолання таких відстаней. Але далеко не всім відомо, що значення швидкості може значно коливатися в залежності від середовища, в якому проходить світло.

Формула швидкості світла

Знаючи швидкість світла у вакуумі (с ? 3*10 8 мс), можна визначити її в інших середовищах, виходячи з їх показника заломлення n. Сама формула швидкості світла нагадує закони механіки з фізики, а точніше, визначення відстані за допомогою часу і швидкості об'єкта.

Наприклад, ми візьмемо скло, коефіцієнт заломлення якого становить 15. За формулою швидкості світла (v = c n отримуємо, що швидкість у даної середовищі приблизно дорівнює 200000 кмс. Якщо брати рідина, таку як вода, то швидкість поширення фотонів-частинок світла в ній дорівнює 226000 кмс при показнику заломлення в 133.

Формула швидкості світла в повітрі

Повітря - це теж середовище. Отже, вона має так званої оптичної щільністю. Якщо у вакуумі фотони не зустрічають на своєму шляху перешкод, то в середовищі вони витрачають деякий час на збудження частинок атомів. Чим щільніше середовище, тим більше часу йде на це саме порушення. Показник заломлення (n) в повітрі дорівнює 1000292. А це не сильно відходить від межі 299792458 м/с.

Американським ученим вдалося сповільнити швидкість світла практично до повного нуля. Більше ніж 1/299792458 с. світло швидкість не може подолати. Вся справа в тому, що світло - це така ж електромагнітна хвиля, як і рентген, радіохвилі чи тепло. Відмінність полягає лише в різниці між довжиною хвилі та частоти. Цікавим фактом вважається відсутність маси у фотона, а це говорить про відсутність часу для даної частки. Простіше кажучи, для фотона, який був народжений кілька мільйонів, а то й мільярдів років тому, не пройшло ні секунди часу.