Prędkość światla.pdf

Prędkość światła

Prędkość światła w zależności od kontekstu może oznaczać:

• prędkość fali elektromagnetycznej w próżni i wynikającą z tego stałą fizyczną

(c = 299792458 m/s ),

• prędkość światła w ośrodkach materialnych.

Prędkość światła w próżni

Prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w próżni nie zależy od częstości fali

ani układu odniesienia. Stałość tej prędkości wynika z podstawowych własności

przestrzeni i dlatego w fizyce określa się stałą c o nazwie prędkość światła .

Zależność od ośrodka

Prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej zależy od ośrodka, w jakim porusza się

ta fala i osiąga wielkość maksymalną w próżni . Należy przy tym pamiętać, że w odróżnieniu

od np. dźwięk u, fala elektromagnetyczna do propagacji nie potrzebuje ośrodka

materialnego. Hipotetyczny ośrodek, w którym miałaby się rozchodzić fala

elektromagnetyczna, nazywano eterem. Doświadczenia Michelsona-Morleya pokazały

jednoznacznie, że eter nie istnieje.

Przyspieszanie i spowalnianie

Obiekty posiadające niezerową masę spoczynkową nie mogą osiągnąć prędkości światła w

próżni, choć mogą się do niej dowolnie zbliżyć. Mogą one natomiast osiągać i przekraczać

prędkość poruszania się światła w danym ośrodku. Obiekty takie, jeżeli mają niezerowy

ładunek elektryczny, emitują wówczas fotony zwane promieniowaniem Czerenkowa.

W najnowszych eksperymentach nad rozchodzeniem się światła w ośrodkach materialnych

udało się:

• spowolnić je do prędkości 0,2 mm/s [1] ,

• na bardzo krótki czas zatrzymać światło.

Takie manipulacje z prędkością uzyskiwane są w laboratoriach, gdzie wiązkę światła

przepuszcza się przez specjalnie przygotowany ośrodek, którego własności zmienia się

podczas ruchu światła w tym ośrodku.

Wyniki tych doświadczeń są skutkiem oddziaływania światła z materią . W ośrodku

materialnym fotony są absorbowane i emitowane. Czas upływający pomiędzy absorpcją a

emisją fotonu decyduje o zmniejszeniu prędkości światła.

Pomiary

Pierwszego pomiaru prędkości światła planował dokonać Galileusz. Eksperyment

postanowił przeprowadzić wraz ze swoim pomocnikiem za miastem na dwóch wzgórzach,

mając do dyspozycji dwie latarnie. Sama próba polegała na odsłanianiu i przesłanianiu

latarni, jednak ze względu na ogromną prędkość światła i bardzo duży błąd pomiaru,

skazana była na niepowodzenie. Była to jednak pierwsza odnotowana eksperymentalna

próba zmierzenia prędkości światła.

Prędkość światła

W 1676 Ole Rømer podał pierwsze szacowanie skończonej prędkości światła stwierdzając,

że światło potrzebuje mniej niż sekundę, by przebyć odległość 3000 mil (francuskich, czyli

około 13000 km). Obliczenia oparł na obserwacji satelity Jowisza [2] .

Pierwszego laboratoryjnego pomiaru prędkości światła dokonał w 1849 roku francuski fizyk

Armand Fizeau używając koła zębatego. Od tamtej pory metody pomiaru prędkości światła

były stale rozwijane, czego efektem był wzrost dokładności pomiaru. W 1907 roku Albert

Abraham Michelson otrzymał Nagrodę Nobla m.in. za bardzo dokładne pomiary prędkości

światła.

Stała fizyczna

Prędkość światła (prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w próżni ) jest bardzo

ważną stałą fizyczną oznaczaną symbolem c , wynoszącą dokładnie .

W elektrodynamice klasycznej prędkość światła jest konsekwencją równań Maxwella .

Rozwiązanie tych równań dla pola elektromagnetycznego w próżni prowadzi do równania

falowego, w którym pojawia się stała będąca prędkością fazową fali elektromagnetycznej,

czyli prędkość światła w próżni. Jest to stała fundamentalna związana z własnościami

próżni, m.in. z przenikalnością elektryczną (wyrażone w jednostkach SI) :

i przenikalnością magnetyczną

James Clerk Maxwell pokazał (około 1856 roku), że konsekwencją równań elektrodynamiki

jest istnienie fali elektromagnetycznej propagującej się z prędkością

ε - przenikalność elektryczna ośrodka,

μ - przenikalność magnetyczna ośrodka,

c m - prędkość światła w danym ośrodku.

W przypadku próżni

gdzie:

ε 0 - przenikalność elektryczna próżni,

μ 0 - przenikalność magnetyczna próżni.

Eksperymentalnie zostało to potwierdzone przez Heiricha Hertza kilkadziesiąt lat później.

To, że fala elektromagnetyczna propaguje się z prędkością c jest konsekwencją

bezmasowości fotonu ( masa spoczynkowa fotonu jest równa zeru).

W szczególnej teorii względności stała ta wynika ze związku między czasem a przestrzenią

w transformacji Lorentza i pojawia się w fizyce w wielu prawach i związkach, np.:

• stanowi ona prędkość graniczną rozchodzenia się energii w szczególnej teorii

względności.

•

Prędkość światła

Standaryzacja

Po zatwierdzeniu przez Generalną Konferencję Miar i Wag w 1983 definicji metra , jako

odległości, jaką pokonuje światło w próżni w czasie , prędkość światła w próżni

stała się wzorcem i wynosi dokładnie . W mniej dokładnych obliczeniach,

często używa się też przybliżonej wartości tej prędkości:

Przypisy

[1] http:/ / www. focus. pl/ newsy/ zobacz/ publikacje/ rekordowe-spowolnienie-swiatla/

[2] Olaus Rømer, Demonstration touchant le mouvement de la lumiere, Journaldes Sçavans, 7 grudnia 1676 r.

Zobacz też

• podstawowe zagadnienia z zakresu astronomii

• teoria względności

• foton

• tachion

• Albert Einstein

• prędkość nadświetlna

Linki zewnętrzne

• http:/ / nasz. wulkan. if. pw. edu. pl/ ~twis/ LABOPT/ SIEGOT/

CZY%20PR%CADKO%8C%C6%20%8CWIAT%A3A%20MO%AFE%20BY%C6%20WI%CAKSZA%20OD%20c,.

pdf (http:/ / nasz. wulkan. if. pw. edu. pl/ ~twis/ LABOPT/ SIEGOT/ CZY PRÊDKOÆ

WIAT£A MO¯E BYÆ WIÊKSZA OD c,. pdf) Czy prędkość światła może przekroczyć c?

• http:/ / www. fizyka. umk. pl/ ~bezet/ pdf/ Sw_dielek. pdf (http:/ / www. fizyka. umk. pl/

~bezet/ pdf/ Sw_dielek. pdf) Światło w dielektrykach.

• http:/ / upload. wikimedia. org/ wikipedia/ commons/ 6/ 60/

Speed_of_light_from_Earth_to_Moon. gif (http:/ / upload. wikimedia. org/ wikipedia/

commons/ 6/ 60/ Speed_of_light_from_Earth_to_Moon. gif) Animacja ilustrująca czas

dotarcia promienia światła z Ziemi na Księżyc (format GIF)

Prędkość światła

Źródła i autorzy artykułu

Prędkość światła Source : http://pl.wikipedia.org/w/index.php?oldid=16801525 Contributors : AdSR, Ala z, ArchCarrier, Bartozza, Beau, Beno, Chrumps,

CiaPan, Corleone 11, Dusza, Ek8, Energian, Gtworek, Gładka, Herr Kriss, Jacek Bajor, Joi, Jotempe, Jozef-k, Kbsc, Konradek, Krzysiu Jarzyna, Lampak,

LukMak, Lzur, Maikking, Masur, MatthiasGor, Matusz, McMonster, Midge, Milen, Mpfiz, Olaf, PMG, Papciopolak, Paradox, PawełMM, Pimke, Ponton,

RManka, Rydel23, Sfu, Starscream, Stepa, Stok, Str13, Strug, Taw, Tescobar, Voytek s, Vulpecula, WojciechSwiderski, Youandme, conversion script, 63

anonymous edits

Prędkość światła

Licencja

Version 1.2, November 2002

51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA

Everyone is permitted to copy and distribute verbatim copies

of this license document, but changing it is not allowed.

0. PREAMBLE

The purpose of this License is to make a manual, textbook, or other functional and useful document "free" in the sense of freedom: to assure everyone

the effective freedom to copy and redistribute it, with or without modifying it, either commercially or noncommercially. Secondarily, this License

preserves for the author and publisher a way to get credit for their work, while not being considered responsible for modifications made by others.

This License is a kind of "copyleft", which means that derivative works of the document must themselves be free in the same sense. It complements the

GNU General Public License, which is a copyleft license designed for free software.

We have designed this License in order to use it for manuals for free software, because free software needs free documentation: a free program should

come with manuals providing the same freedoms that the software does. But this License is not limited to software manuals; it can be used for any

textual work, regardless of subject matter or whether it is published as a printed book. We recommend this License principally for works whose purpose

is instruction or reference.

1. APPLICABILITY AND DEFINITIONS

This License applies to any manual or other work, in any medium, that contains a notice placed by the copyright holder saying it can be distributed under

the terms of this License. Such a notice grants a world-wide, royalty-free license, unlimited in duration, to use that work under the conditions stated

herein. The "Document", below, refers to any such manual or work. Any member of the public is a licensee, and is addressed as "you". You accept the

license if you copy, modify or distribute the work in a way requiring permission under copyright law.

A "Modified Version" of the Document means any work containing the Document or a portion of it, either copied verbatim, or with modifications and/or

translated into another language.

A "Secondary Section" is a named appendix or a front-matter section of the Document that deals exclusively with the relationship of the publishers or

authors of the Document to the Document's overall subject (or to related matters) and contains nothing that could fall directly within that overall subject.

(Thus, if the Document is in part a textbook of mathematics, a Secondary Section may not explain any mathematics.) The relationship could be a matter

of historical connection with the subject or with related matters, or of legal, commercial, philosophical, ethical or political position regarding them.

The "Invariant Sections" are certain Secondary Sections whose titles are designated, as being those of Invariant Sections, in the notice that says that the

Document is released under this License. If a section does not fit the above definition of Secondary then it is not allowed to be designated as Invariant.

The Document may contain zero Invariant Sections. If the Document does not identify any Invariant Sections then there are none.

The "Cover Texts" are certain short passages of text that are listed, as Front-Cover Texts or Back-Cover Texts, in the notice that says that the Document

is released under this License. A Front-Cover Text may be at most 5 words, and a Back-Cover Text may be at most 25 words.

A "Transparent" copy of the Document means a machine-readable copy, represented in a format whose specification is available to the general public,

that is suitable for revising the document straightforwardly with generic text editors or (for images composed of pixels) generic paint programs or (for

drawings) some widely available drawing editor, and that is suitable for input to text formatters or for automatic translation to a variety of formats

suitable for input to text formatters. A copy made in an otherwise Transparent file format whose markup, or absence of markup, has been arranged to

thwart or discourage subsequent modification by readers is not Transparent. An image format is not Transparent if used for any substantial amount of

text. A copy that is not "Transparent" is called "Opaque".

Examples of suitable formats for Transparent copies include plain ASCII without markup, Texinfo input format, LaTeX input format, SGML or XML using

a publicly available DTD, and standard-conforming simple HTML, PostScript or PDF designed for human modification. Examples of transparent image

formats include PNG, XCF and JPG. Opaque formats include proprietary formats that can be read and edited only by proprietary word processors, SGML

or XML for which the DTD and/or processing tools are not generally available, and the machine-generated HTML, PostScript or PDF produced by some

word processors for output purposes only.

The "Title Page" means, for a printed book, the title page itself, plus such following pages as are needed to hold, legibly, the material this License

requires to appear in the title page. For works in formats which do not have any title page as such, "Title Page" means the text near the most prominent

appearance of the work's title, preceding the beginning of the body of the text.

A section "Entitled XYZ" means a named subunit of the Document whose title either is precisely XYZ or contains XYZ in parentheses following text that

translates XYZ in another language. (Here XYZ stands for a specific section name mentioned below, such as "Acknowledgements", "Dedications",

"Endorsements", or "History".) To "Preserve the Title" of such a section when you modify the Document means that it remains a section "Entitled XYZ"

according to this definition.

The Document may include Warranty Disclaimers next to the notice which states that this License applies to the Document. These Warranty Disclaimers

are considered to be included by reference in this License, but only as regards disclaiming warranties: any other implication that these Warranty

Disclaimers may have is void and has no effect on the meaning of this License.

2. VERBATIM COPYING

You may copy and distribute the Document in any medium, either commercially or noncommercially, provided that this License, the copyright notices,

and the license notice saying this License applies to the Document are reproduced in all copies, and that you add no other conditions whatsoever to

those of this License. You may not use technical measures to obstruct or control the reading or further copying of the copies you make or distribute.

However, you may accept compensation in exchange for copies. If you distribute a large enough number of copies you must also follow the conditions in

section 3.

You may also lend copies, under the same conditions stated above, and you may publicly display copies.

3. COPYING IN QUANTITY

If you publish printed copies (or copies in media that commonly have printed covers) of the Document, numbering more than 100, and the Document's

license notice requires Cover Texts, you must enclose the copies in covers that carry, clearly and legibly, all these Cover Texts: Front-Cover Texts on the

front cover, and Back-Cover Texts on the back cover. Both covers must also clearly and legibly identify you as the publisher of these copies. The front

cover must present the full title with all words of the title equally prominent and visible. You may add other material on the covers in addition. Copying

with changes limited to the covers, as long as they preserve the title of the Document and satisfy these conditions, can be treated as verbatim copying in

other respects.

If the required texts for either cover are too voluminous to fit legibly, you should put the first ones listed (as many as fit reasonably) on the actual cover,

and continue the rest onto adjacent pages.

If you publish or distribute Opaque copies of the Document numbering more than 100, you must either include a machine-readable Transparent copy

along with each Opaque copy, or state in or with each Opaque copy a computer-network location from which the general network-using public has

access to download using public-standard network protocols a complete Transparent copy of the Document, free of added material. If you use the latter

option, you must take reasonably prudent steps, when you begin distribution of Opaque copies in quantity, to ensure that this Transparent copy will

remain thus accessible at the stated location until at least one year after the last time you distribute an Opaque copy (directly or through your agents or

retailers) of that edition to the public.

It is requested, but not required, that you contact the authors of the Document well before redistributing any large number of copies, to give them a

chance to provide you with an updated version of the Document.

4. MODIFICATIONS

You may copy and distribute a Modified Version of the Document under the conditions of sections 2 and 3 above, provided that you release the Modified

Version under precisely this License, with the Modified Version filling the role of the Document, thus licensing distribution and modification of the

Modified Version to whoever possesses a copy of it. In addition, you must do these things in the Modified Version:

1. Use in the Title Page (and on the covers, if any) a title distinct from that of the Document, and from those of previous versions (which should, if there

were any, be listed in the History section of the Document). You may use the same title as a previous version if the original publisher of that version

gives permission.

2. List on the Title Page, as authors, one or more persons or entities responsible for authorship of the modifications in the Modified Version, together

with at least five of the principal authors of the Document (all of its principal authors, if it has fewer than five), unless they release you from this

requirement.

3. State on the Title page the name of the publisher of the Modified Version, as the publisher.

4. Preserve all the copyright notices of the Document.

5. Add an appropriate copyright notice for your modifications adjacent to the other copyright notices.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: