Spis treści:
- Czym jest prędkość światła?
- Ile wynosi prędkość światła w próżni?
- Prędkość światła w km/h i innych jednostkach miary
- Ile wynosi prędkość światła w innych ośrodkach materialnych?
- Dlaczego prędkość światła jest ważna?
- Czy można przełamać prędkość światła?
Twórcy sci-fi nieraz sięgają po teorie podróży nadświetlnych. Znany ze „Star Wars” hipernapęd czy prędkość Warp z uniwersum „Star Trek” pozostają jednak w sferze marzeń. Bardzo możliwe, że są to marzenia, których nigdy nie zrealizujemy. Obecnie prędkość światła jest uznawana za najszybszą i nie jesteśmy w stanie sprawić, aby coś poruszało się szybciej. Doprowadziłoby to bowiem do paradoksu, gdzie skutek nastąpiłby przed przyczyną. A to natomiast prowadzi do wielu teorii o podróżach w czasie…
Nie odbiegajmy jednak tak daleko od tematu. Skupmy się na znanych faktach na temat prędkości światła.
Czym jest prędkość światła?
Pojęcie prędkości światła i jej wartości są zależne od kontekstu. Przede wszystkim prędkość światła jest parametrem określającym prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w próżni i zalicza się do stałych fizycznych. Jednocześnie parametr prędkości światła odnosi się do szybkości rozprzestrzeniania się fali elektromagnetycznej w innych ośrodkach materialnych.
Ile wynosi prędkość światła w próżni?
Na początek skupmy się więc na tym, ile wynosi prędkość światła w próżni – czyli jaka jest wspomniana wyżej stała fizyczna? Fizycy starali się zmierzyć prędkość światła od XVII wieku, a pierwszej próby dokonał Galileusz. Prawdziwy przełom nastąpił jednak dopiero na początku XX wieku dzięki pomiarom Alberta Abrahama Michelsona – m.in. za bardzo dokładne pomiary, które prowadził od 1878 roku, otrzymał on w 1907 roku Nagrodę Nobla.
Kolejne lata przyniosły coraz dokładniejsze pomiary, aż w końcu, w 1983 roku dokonano standaryzacji i ostatecznie ustalono, że prędkość światła w próżni wynosi dokładnie 299 792 458 metrów na sekundę.
Wspomniana standaryzacja doprowadziła do ustalenia nowej definicji metra, której wzorcem została prędkość światła. Co ważne, wcześniej Albert Einstein w ramach swojej Teorii Względności określił, że prędkość światła w warunkach próżni jest niezmienna i zarazem osiąga ona w tych warunkach największą wartość. Między innymi na tej podstawie uznano ją za stałą fizyczną, którą oznacza się symbolem „c”.
Prędkość światła w km/h i innych jednostkach miary
W tym miejscu warto przeliczyć wartość stałej na inne popularne jednostki miary. I tak prędkość światła w kilometrach wynosi 299 792 km/s lub 1 079 252 848,8 km/h. W milach wynik wynosi 186 282 mil na sekundę. Takie liczby robią spore wrażenie, ale to nie jedyne wartości, jakie można przypisać do prędkości światła.
Ile wynosi prędkość światła w innych ośrodkach materialnych?
Wartość prędkości światła jest zależna od tego, przez jaką materię przemieszcza się fala elektromagnetyczna. Najwyższe wartości uzyskuje się w próżni, ponieważ, tłumacząc najprościej, światło nie napotyka żadnych przeszkód. Prędkość światła w innym ośrodku materialnym niż próżnia można wyliczyć stosując specjalny wzór: v = c/n.
- v – prędkość światła w ośrodku materii
- c – prędkość światła w próżni (stała fizyczna)
- n – współczynnik załamania ośrodka materialnego
Do wykonania zadania konieczne jest poznanie współczynnika załamania dla konkretnego ośrodka. Służą temu specjalne tabele. Przykładowo dla wody wynosi on 1,333, co po wykonaniu działania wykazuje, że prędkość światła w m/s w wodzie wynosi 224 900 586 m/s.
Gwarancja najniższej ceny
Dlaczego prędkość światła jest ważna?
Wartość prędkości światła jest przede wszystkim ważna dla fizyki i umożliwia poznanie otaczającego nas świata. Jako nieprzekraczalna granica prędkości pozwala na tworzenie narzędzi pomiarowych do obserwacji otaczającego nas wszechświata. Znając ją, można określić odległości między obiektami w kosmosie, a nawet dowiedzieć się, jakie substancje stały na drodze światła.
Prędkość światła w powietrzu jest ważna dla wielu obszarów technologii, choćby z kategorii łączności. Szybka komunikacja jest możliwa głównie dlatego, że dane telefonii komórkowej, sieci internetowej czy GPS podróżują z prędkością światła.
Czy można przełamać prędkość światła?
Niestety aktualna wiedza i technologia nie pozwalają przełamać bariery prędkości światła. Oznacza to też, że ludzkość nie jest obecnie w stanie podróżować między gwiazdami, jak to ma miejsce w popularnych filmach science fiction. Wystarczy wspomnieć, że światło ze Słońca na Ziemię podróżuje w czasie 8 minut i 17 sekund. Oznacza to, że oglądając zachód słońca, de facto obserwujemy przeszłość, a nasza gwiazda tak naprawdę znajduje się już za horyzontem.
Kolejna najbliższa gwiazda poza Słońcem jest oddalona od Ziemi o 4,2 lata świetlne, a więc podróżując z prędkością bliską prędkości światła, dotarlibyśmy do niej w około 4 lata i 3 miesięcy.
To najważniejsze informacje na temat prędkości światła, jakie warto znać. Szersze zgłębienie tematu wymagałoby już sięgnięcia po szczegółowe zagadnienia fizyczne. Z tymi możesz się zapoznać, sięgając po fachową literaturę z działu nauk ścisłych. A o innych ciekawostkach naukowych regularnie przeczytasz na Empik Pasje w dziale Czytam.
Zdjęcie okładkowe: Shutterstock
Komentarze (0)