Hur kan ljus färdas genom vakuum

Ljusets hastighet (betecknas c) existerar egentligen numeriskt värde olika hastigheter:

1. den högsta tänkbara hastigheten till informationsöverföring i enlighet med relativitetsteorin, ett primär egenskap hos rumtiden.
2. hastigheten till elektromagnetisk strålning, baseras vid elektriska samt magnetiska attribut hos en medium.

I vakuum existerar dem lika stora.

inom andra medier utbreder sig strålningen långsammare.

Ljusets hastighet inom vakuum, c, existerar enstaka fysikalisk konstant samt existerar 299 792 458 m/s (exakt värde).^[1][2] Denna hastighet existerar oberoende från observatörens rörelse – numeriskt värde olika observatörer kommer ständigt för att uppmäta identisk hastighet, oavsett hur dem rör sig inom förhållande mot varandra.

liksom ett mera åskådlig show angående ljushastighetens värde kunna nämnas för att hastigheten motsvarar sträckan jorden runt sju samt enstaka halv gång vid ett kort tid.

Historia

[redigera | redigera wikitext]

Aristoteles menade för att ljusets hastighet plats oändlig, enstaka åsikt såsom inom mångt samt många sågs likt allmängiltig, således även från bland andra Johannes Kepler, fram mot 1600-talet.^[3]Galileo Galilei lär existera den förste liksom beskrev en experiment på grund av för att mäta ljusets hastighet.

Detta skulle göras genom för att numeriskt värde personer utrustades tillsammans varsin lykta var man enkelt samt snabbt kunna blockera ljuset. Personerna ställer sig en stycke ifrån varandra. Den ene växelvis spärrar alternativt släpper fram ljuset. Den andre observerar den förstes ljusväxlingar samt försöker för att inom takt tillsammans den förste blockera respektive släppa fram ljuset ifrån sin lykta.

dem kontrollerar ömsesidigt för att deras ljusväxlingar håller identisk synkroniserade takt. då dem äger blivit samspelta inom förfarandet ökar dem avståndet mellan sig samt kontrollerar för att deras ljuspulser ännu håller synkroniseringen. angående samt då man hamnar vid sålunda långt avstånd ifrån varandra för att detta blir svårt på grund av personerna för att hålla takten därför besitter man funnit en avstånd var ljusets utbredningstid sätter gräns till experimentet.

Galilei anger för att han preliminärprövat förfarandet vid mindre än enstaka mils avstånd (förmodligen ett romersk mil "mille passus" detta önskar yttra tusen steg ≈ 1,5 km). Inga fördröjningseffekter kunde konstateras. Galilei drar ej slutsatsen för att ljusutbredningen skulle vandra oändligt snabbt, bara för att detta går fortare än vad metoden då kunde detektera.

Några försök ovan längre avstånd äger Galilei ej rapporterat. dock denne nämner för att man inom liknande fall kommer för att behöva kikarliknande redskap för hjälp inom utrustningen.

Genom olika medium: När ljus passerar genom olika material, som vatten eller glas, saktar det ner lite på grund av materialets brytningsindex

Accademia sektion Cimento inom Florens, Italien, bör äga upprepat försöket 1667, utan för att ett fåtal några förbättrad konsekvens.

Galilei nämner för att åskblixtar tycks lysa upp en helt landskap samtidigt. han kommenterar för att angående ljusets utbredningshastighet vore tillräckligt nedsänkt borde man behärska uppfatta enstaka fördröjning från blixtbelysningen från landskapets olika delar.^[4]

Den danske astronomen Ole Rømer fanns den förste såsom 1676 lyckades mäta ljushastigheten tillsammans någorlunda god noggrannhet.

han studerade då ett från Jupiters månar, Io, blev förmörkad på baksidan Jupiter. Man kände väl himlakropparnas banor samt hastigheter sålunda Rømer kunde räkna ut hur länge månen borde artikel på baksidan Jupiter, drygt 42 timmar. denne upptäckte för att denna period ej stämde tillsammans beräkningarna. Detta förmå förklaras tillsammans för att avståndet mellan Jupiter samt jorden ändrats beneath förmörkelsen.

Därför är kapabel tiden detta tar på grund av sista ljuset för att nå jorden före förmörkelsen samt tiden på grund av detta inledande ljuset efter förmörkelsen för att nå jorden artikel olika nära olika observationstillfällen samt man får ej precis period. Detta beror vid för att jorden, inom sin väg eller spår runt solen, rör sig mot, alternativt ifrån, alternativt tvärs, riktningen ifrån jorden mot Jupiter.

När ljus färdas genom andra genomskinliga material än luft (glas och vatten), så bryts det

Ur en större antal sådana observationer beräknade Rømer ljushastigheten mot ungefär 200 000 000 m/s. Man visste ej avståndet mot Jupiter därför utmärkt, vilket gav en visst fel inom värdet.

Hippolyte Fizeau mätte även ljushastigheten. han använde tid 1849 en roterande kugghjul likt ljuset ursprunglig måste passera till för att sedan reflekteras mot en fjäll vid stort avstånd samt sedan passera tillbaka genom kugghjulet.

Ljuset är kapabel endast passera kugghjulet mellan kuggkammarna. Genom för att mäta tillsammans vilken hastighet kugghjulet måste snurra på grund av för att ljuset skulle behärska passera mellan numeriskt värde olika kuggluckor kunde han beräkna ljusets hastighet.

James Clerk Maxwell beskrev kalenderår 1865 teorin till elektromagnetismen, beskrev ett sorts strålning, elektromagnetisk strålning, vilket utbreder sig tillsammans enstaka hastighet likt följer ur mediets elektriska samt magnetiska egenskaper: .

han visade för att hastigheten fanns densamma likt den tidigare uppmätta ljushastigheten. Alltså förstod man för att ljus plats elektromagnetisk strålning. såsom formeln visar äger ljuset lägre hastighet inom andra medier än vakuum.

Under 1970-talet rapporterades flera experimentella värden vid c mot ungefär 299 792 45X m/s.

I vakuum är de lika stora

Värdet vid den nionde siffran, X, liksom mätosäkerheten inom värdena, fanns olika ifrån dem olika experimenten.^[5] inom stället på grund av för att forma en bästa medelvärde till c, tillsammans med specificerat osäkerhetsintervall, valde man 1983 för att definiera c mot noggrant 299 792 458 m/s.^[6]

De experimentella osäkerheterna ifrån ljushastighetsmätningarna blir idag "bara" saga.

Metern liksom tidigare fanns definierad tillsammans med hjälp från ett ljusvåglängd, existerar för tillfället detaljerad definierad likt den sträcka ljuset går inom vakuum vid 1/299 792 458 kort tid. dem tidigare experimentella osäkerheterna inom ljushastigheten dyker idag inom stället upp såsom osäkerhetsbidrag nära samtliga mätningar från längd; dvs.

till närvarande från storleksordningen 1 vid 300 000 000 alternativt 3*10⁻⁹ ≈ 0,000 000 3 andel.

Ljuset bryts endast om strålen kommer in snett mot det nya materialet

Är ljusets hastighet verkligen konstant?

[redigera | redigera wikitext]

Det finns kosmologiska hypoteser var detta föreslås för att ljusets hastighet kunna äga varit speciell beneath universums tidiga saga, många nära Big bang.^[7] Idéerna existerar intressanta, dock spekulativ samt utan stadig empirisk bas, samt besitter ej övertygat majoriteten vetenskapsman inom området.

Det finns vissa mätningar såsom antyder för att finstrukturkonstanten α kunna äga ändrats ett aning beneath universums historia,^[8] vilket ger enstaka små öppning på grund av chansen för att naturkonstanter faktiskt ej behöver existera strikt konstanta.

Kreationister äger framfört argumentet för att ljushastigheten skulle varit drastiskt olik beneath historisk tidsperiod, inom avsikt för att bortförklara radiometrisk datering,^[9][10][3] dock denna koncept besitter ingen vetenskaplig grund.^[11]

Dock, då ljushastigheten 1983 fastställdes mot detaljerad 299 792 458 m/s upphörde den inom praktiken för att artikel enstaka naturkonstant.

Därefter blev varenda resonemang kring enstaka varierande ljushastighet irrelevant. Den typen från samtal får för tillfället istället ta ställning mot ifall om tiden vid enstaka viss lokal samt nära enstaka viss tidpunkt gick långsammare alternativt fortare än den fullfölja denna plats samt för tillfället, samt angående därmed metern var samt då fanns mindre respektive längre än på denna plats samt idag.

Storleksordning

[redigera | redigera wikitext]

För för att erhålla enstaka perception ifall hur massiv ljusets hastighet existerar, förmå man betrakta hur utdragen period detta tar på grund av ljuset för att färdas olika sträckor. inom tabellen framträda några modell.

Sträcka		Tid
Inom en 30 centimeters kretskort.[a]	30 cm	1 nanosekund, ns
Från Rosenbad mot Stockholms slott	300 m	1 µs
Från götet mot Falkenberg	100 km	0,3 ms
Till ett TV-satellit samt tillbaka	72 000 km	0,24 s
7,5 varv runt jorden	300 000 km	1 s
Från månen mot jorden	380 000 km	1,3 s
Från solen mot jorden	150 000 000 km	499 s
Från solen mot Neptunus	4 500 000 000 km	4 h
Från himlakroppen närmast vår solen, Proxima Centauri	4,2 ljusår	4,2 a
Från kant mot kant vid Vintergatan	100 000 ljusår	100 000 a
Från Andromedagalaxen, vår granngalax	2,2 miljoner ljusår	2,2 Ma
Från Big bang	13,7 miljarder ljusår	13,7 Ga

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Kommentarer

[redigera | redigera wikitext]

Referenser

[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar

[redigera | redigera wikitext]