光在真空中的傳播速度
在相對論中,光速與空間和時間相關(guān)聯(lián),在質(zhì)能等價方程中具有特殊意義。光速與觀測者相對于光源的運(yùn)動速度無關(guān)。物體的質(zhì)量將隨著速度的增大而增大,當(dāng)物體的速度接近光速時,它的動質(zhì)量將趨于無窮大。
光在真空中的傳播速度
光在真空中的傳播速度為:299792458≈3×10?m/s。這是基于國際單位制度對光速在真空中的定義。"光速",一般指的是光在真空中傳播的速度。在其他介質(zhì)中,如水或玻璃,光的速度會減慢。
光速的重要性無法被忽視。在日常生活中,光的速度是如此之快,以至于可以認(rèn)為光是瞬時傳播的。但在宇宙的尺度上,光速成了一個決定性的因素。例如,看向星空時,實際上看到的是過去的樣子,因為光需要時間從那些遙遠(yuǎn)的星系傳到眼睛。此外,光速是物理學(xué)中許多重要理論的基礎(chǔ),包括愛因斯坦的相對論。
光的傳播在介質(zhì)中會降低嗎
在介質(zhì)中移動的光,速度被顯著降低了,研究發(fā)現(xiàn)在折射率n≈1.33的水中,光的傳播速度只有真空中的75%,這就給其它物質(zhì)超越光速創(chuàng)造了條件,于是一個在介質(zhì)中超越光速的現(xiàn)象就出現(xiàn)了,這就是契倫科夫輻射現(xiàn)象。
契倫科夫輻射現(xiàn)象是目前已知的唯一一個可以觀測到的介質(zhì)中物體的超光速現(xiàn)象。它是在1934年由前蘇聯(lián)物理學(xué)家阿列克契倫科夫所發(fā)現(xiàn)的,于是這一現(xiàn)象也因此而得名。
有時船在水中航行的時候,會產(chǎn)生水波,當(dāng)船的航行速度很快,超越水波的時候,就會在水面形成很大的弓形震波,這是因為船的速度太快,以至于船所產(chǎn)生水波無法快速離開船體而產(chǎn)生堆積的結(jié)果。
光的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些
1、通訊
地球赤道周長為40075 km,而c大約等于300000000 m/s,所以信息沿著地球表面需時67毫秒才能行進(jìn)半個地球的距離。光在光纖中的實際傳遞時間則會更長,因為光纖內(nèi)的光速比c慢大約35%,具體數(shù)值同折射率n相關(guān)。更甚者,全球性通訊很少用到兩點(diǎn)之間的最短距離,而且信號在通過電開關(guān)和信號再生器時還會加入額外的延時。
2、測量距離
雷達(dá)系統(tǒng)通過發(fā)出無線電波,并測量電波從目標(biāo)反射回來后的總時間,從而計算目標(biāo)的距離。目標(biāo)的距離是來回飛行時間的一半,乘以光速。
全球定位系統(tǒng)接收器通過測量來自各個衛(wèi)星的電波信號的抵達(dá)時間,計算它與這些衛(wèi)星的距離,再推算接收器在地球上的位置。由于光在一秒內(nèi)能行進(jìn)30萬公里,所以這些時間的測量必須非常精準(zhǔn)。月球激光測距實驗、射電天文學(xué)和深空網(wǎng)絡(luò)利用來回飛行時間,分別量度月球、各大行星及航天器的距離。