¿Cuál es la velocidad de la luz en el aire? Partículas peculiares: fotones.

epígrafe
La maestra pregunta: Niños, ¿qué es lo más rápido del mundo?
Tanechka dice: La palabra más rápida. Solo dije, no volverás.
Vanechka dice: No, la luz es la más rápida.
Tan pronto como presioné el interruptor, la habitación inmediatamente se iluminó.
Y Vovochka objeta: Lo más rápido del mundo es la diarrea.
Una vez estaba tan impaciente que no dije una palabra
No tuve tiempo de decir nada ni de encender la luz.

¿Te has preguntado alguna vez por qué la velocidad de la luz es máxima, finita y constante en nuestro Universo? Esta es una pregunta muy interesante y de inmediato, como spoiler, revelaré el terrible secreto de la respuesta: nadie sabe exactamente por qué. Se toma la velocidad de la luz, es decir mentalmente aceptado para una constante, y sobre este postulado, así como sobre la idea de que todos los sistemas de referencia inerciales son iguales, Albert Einstein construyó su teoría especial de la relatividad, que ha estado cabreando a los científicos durante cien años, permitiéndole a Einstein pegarse la lengua. al mundo con impunidad y sonriendo en su tumba por las dimensiones del cerdo que plantó sobre toda la humanidad.

Pero, ¿por qué, de hecho, es tan constante, tan máximo y tan final? No hay respuesta, esto es solo un axioma, es decir. una declaración tomada por fe, confirmada por observaciones y sentido común, pero no deducible lógica o matemáticamente de ninguna parte. Y es muy probable que esto no sea tan cierto, pero nadie ha podido refutarlo todavía con experiencia alguna.

Tengo mis propios pensamientos sobre este asunto, hablaré más sobre ellos más adelante, pero por ahora, hagámoslo simple. en tus dedos™ Intentaré responder al menos una parte: ¿qué significa "constante" la velocidad de la luz?

No, no los aburriré con experimentos mentales sobre lo que sucedería si encendieran los faros de un cohete que vuela a la velocidad de la luz, etc., pero no estoy hablando de eso ahora.

Si buscas en un libro de referencia o en Wikipedia, la velocidad de la luz en el vacío se define como una constante física fundamental que exactamente igual a 299.792.458 m/s. Bueno, es decir, a grandes rasgos, serán unos 300.000 km/s, pero si exactamente correcto- 299.792.458 metros por segundo.

Al parecer, ¿de dónde viene tanta precisión? Cualquier constante matemática o física, lo que sea, incluso Pi, incluso la base del logaritmo natural. mi, incluso la constante gravitacional G, o la constante de Planck h, siempre contienen algo números después del punto decimal. En Pi, actualmente se conocen alrededor de 5 billones de estos decimales (aunque sólo los primeros 39 dígitos tienen algún significado físico), la constante gravitacional se define hoy como G ~ 6,67384(80)x10 -11, y la constante Plank h~ 6.62606957(29)x10-34.

La velocidad de la luz en el vacío es liso 299.792.458 m/s, ni un centímetro más, ni un nanosegundo menos. ¿Quieres saber de dónde viene esta precisión?

Todo empezó como siempre con los antiguos griegos. La ciencia como tal, en el sentido moderno de la palabra, no existía entre ellos. Los filósofos de la antigua Grecia fueron llamados filósofos porque primero inventaron algunas tonterías en sus cabezas y luego, utilizando conclusiones lógicas (y a veces experimentos físicos reales), intentaron probarlas o refutarlas. Sin embargo, consideraron que el uso de mediciones y fenómenos físicos de la vida real era evidencia de "segunda clase", que no se puede comparar con conclusiones lógicas de primera clase obtenidas directamente de la cabeza.

Se considera que el primero en pensar en la existencia de la propia velocidad de la luz fue el filósofo Empidocles, quien afirmó que la luz es movimiento y que el movimiento debe tener velocidad. Aristóteles se opuso a él, quien argumentó que la luz es simplemente la presencia de algo en la naturaleza, y eso es todo. Y nada se mueve a ninguna parte. ¡Pero eso es otra cosa! Euclides y Ptolomeo creían generalmente que la luz sale de nuestros ojos y luego incide sobre los objetos y, por tanto, los vemos. En resumen, los antiguos griegos eran tan estúpidos como podían hasta que fueron conquistados por los mismos antiguos romanos.

En la Edad Media, la mayoría de los científicos seguían creyendo que la velocidad de propagación de la luz era infinita, entre ellos se encontraban, por ejemplo, Descartes, Kepler y Fermat.

Pero algunos, como Galileo, creían que la luz tenía velocidad y, por tanto, podía medirse. Es ampliamente conocido el experimento de Galileo, que encendió una lámpara y dio luz a un asistente situado a varios kilómetros de Galileo. Al ver la luz, el asistente encendió su lámpara y Galileo intentó medir el retraso entre estos momentos. Naturalmente, nada funcionó para él y, al final, se vio obligado a escribir en sus escritos que si la luz tiene una velocidad, entonces es extremadamente alta y no puede medirse con el esfuerzo humano y, por lo tanto, puede considerarse infinita.

La primera medición documentada de la velocidad de la luz se atribuye al astrónomo danés Olaf Roemer en 1676. Ese año, los astrónomos, armados con los telescopios del mismo Galileo, observaban activamente los satélites de Júpiter e incluso calculaban sus períodos de rotación. Los científicos han determinado que la luna más cercana a Júpiter, Io, tiene un período de rotación de aproximadamente 42 horas. Sin embargo, Roemer notó que a veces Ío aparece detrás de Júpiter 11 minutos antes de lo esperado y, a veces, 11 minutos más tarde. Al final resultó que, Io aparece antes en aquellos períodos en que la Tierra, girando alrededor del Sol, se acerca a Júpiter a una distancia mínima y se retrasa 11 minutos cuando la Tierra está en el lugar opuesto de la órbita y, por lo tanto, está más lejos de Júpiter.

Al dividir estúpidamente el diámetro de la órbita terrestre (y en aquella época ya era más o menos conocido) por 22 minutos, Roemer obtuvo la velocidad de la luz de 220.000 km/s, equivocándose en aproximadamente un tercio del valor real.

En 1729, el astrónomo inglés James Bradley, observando paralaje(por una ligera desviación en la ubicación) la estrella Etamin (Gamma Draconis) descubrió el efecto aberraciones de luz, es decir. un cambio en la posición de las estrellas más cercanas a nosotros en el cielo debido al movimiento de la Tierra alrededor del Sol.

Del efecto de la aberración luminosa, descubierto por Bradley, también se puede concluir que la luz tiene una velocidad de propagación finita, que Bradley aprovechó y calculó que era de aproximadamente 301.000 km/s, lo que ya está dentro del 1% del valor conocido. hoy.

A esto le siguieron todas las mediciones esclarecedoras de otros científicos, pero como se creía que la luz es una onda y que una onda no puede propagarse por sí sola, es necesario "excitar" algo, la idea de la existencia de un " Surgió el éter luminífero”, cuyo descubrimiento fracasó estrepitosamente al físico estadounidense Albert Michelson. No descubrió ningún éter luminífero, pero en 1879 aclaró la velocidad de la luz en 299.910±50 km/s.

Casi al mismo tiempo, Maxwell publicó su teoría del electromagnetismo, lo que significa que se hizo posible no solo medir directamente la velocidad de la luz, sino también derivarla de los valores de permeabilidad eléctrica y magnética, lo que se hizo aclarando el valor de la velocidad de la luz a 299.788 km/s en 1907.

Finalmente, Einstein declaró que la velocidad de la luz en el vacío es constante y no depende de nada en absoluto. Por el contrario, todo lo demás: sumar velocidades y encontrar los sistemas de referencia correctos, los efectos de la dilatación del tiempo y los cambios en las distancias al moverse a altas velocidades y muchos otros efectos relativistas dependen de la velocidad de la luz (porque está incluida en todas las fórmulas como una constante). En resumen, todo en el mundo es relativo, y la velocidad de la luz es la cantidad relativa a la que son relativas todas las demás cosas en nuestro mundo. Aquí, tal vez, deberíamos darle la palma a Lorentz, pero no seamos mercantilistas, Einstein es Einstein.

La determinación exacta del valor de esta constante continuó durante todo el siglo XX, y cada década los científicos encontraron cada vez más números después del punto decimal a la velocidad de la luz, hasta que vagas sospechas comenzaron a surgir en sus cabezas.

Al determinar cada vez con mayor precisión cuántos metros recorre la luz en el vacío por segundo, los científicos comenzaron a preguntarse qué estamos midiendo en metros. Al fin y al cabo, ¡un metro es sólo la longitud de una barra de platino-iridio que alguien olvidó en algún museo cerca de París!

Y al principio la idea de introducir un contador estándar parecía genial. Para no sufrir con yardas, pies y otras brazas oblicuas, los franceses en 1791 decidieron tomar como medida estándar de longitud una diezmillonésima parte de la distancia desde el Polo Norte al ecuador a lo largo del meridiano que pasa por París. Midieron esta distancia con la precisión disponible en ese momento, fundieron un palo de una aleación de platino-iridio (más precisamente, primero latón, luego platino y luego platino-iridio) y lo pusieron en esta misma Cámara de Pesas y Medidas de París como una muestra. Cuanto más avanzamos, más resulta que la superficie de la tierra está cambiando, los continentes se están deformando, los meridianos se están desplazando, y en una diezmillonésima parte se han olvidado y empezaron a contar como un metro la longitud del palo. que yace en el ataúd de cristal del "mausoleo" parisino.

Tal idolatría no conviene a un verdadero científico, esto no es la Plaza Roja (!), y en 1960 se decidió simplificar el concepto de metro a una definición completamente obvia: el metro es exactamente igual a 1.650.763,73 longitudes de onda emitidas por la transición de electrones entre los niveles de energía 2p10 y 5d5 del isótopo no excitado del elemento Kriptón-86 en el vacío. Bueno, ¿cuánto más claro?

Esto continuó durante 23 años, mientras la velocidad de la luz en el vacío se medía con cada vez más precisión, hasta que en 1983, finalmente, incluso los retrógrados más obstinados se dieron cuenta de que la velocidad de la luz es la constante más precisa e ideal, y no una especie de del isótopo del criptón. Y se decidió poner todo patas arriba (más precisamente, si lo piensas bien, se decidió poner todo patas arriba), ahora la velocidad de la luz Con es una constante verdadera y un metro es la distancia que recorre la luz en el vacío en (1/299,792,458) segundos.

El valor real de la velocidad de la luz sigue esclareciéndose hoy en día, pero lo interesante es que con cada nuevo experimento los científicos no aclaran la velocidad de la luz, sino la verdadera longitud del metro. Y cuanto más exactamente se determine la velocidad de la luz en las próximas décadas, más preciso será el medidor que finalmente obtendremos.

No al revés.

Bueno, ahora volvamos a nuestras ovejas. ¿Por qué la velocidad de la luz en el vacío de nuestro Universo es máxima, finita y constante? Así lo entiendo yo.

Todo el mundo sabe que la velocidad del sonido en el metal, y en casi cualquier cuerpo sólido, es mucho mayor que la velocidad del sonido en el aire. Es muy fácil comprobarlo; basta con acercar la oreja a la barandilla y podrás oír los sonidos del tren que se acerca mucho antes que a través del aire. ¿Por qué es así? Es obvio que el sonido es esencialmente el mismo y la velocidad de su propagación depende del medio, de la configuración de las moléculas que componen este medio, de su densidad, de los parámetros de su red cristalina; en resumen, de el estado actual del medio a través del cual se transmite el sonido.

Y aunque hace tiempo que se abandonó la idea del éter luminífero, el vacío a través del cual se propagan las ondas electromagnéticas no es absolutamente nada absoluto, por vacío que nos parezca.

Entiendo que la analogía es algo descabellada, pero es así. en tus dedos™¡mismo! Precisamente como una analogía accesible, y de ninguna manera como una transición directa de un conjunto de leyes físicas a otras, solo les pido que imaginen que la velocidad de propagación de las vibraciones electromagnéticas (y en general, cualquiera, incluidas las de gluones y las gravitacionales), del mismo modo que la velocidad del sonido en el acero está “cosida” al riel. Desde aquí bailamos.

UPD: Por cierto, invito a los “lectores con asterisco” a imaginar si la velocidad de la luz permanece constante en un “vacío difícil”. Por ejemplo, se cree que a energías del orden de la temperatura de 10 a 30 K, el vacío deja de hervir simplemente con partículas virtuales y comienza a "evadirse", es decir. el tejido del espacio se desmorona, las cantidades de Planck se desdibujan y pierden su significado físico, etc. ¿Seguiría siendo igual la velocidad de la luz en tal vacío? do¿O marcará esto el comienzo de una nueva teoría del “vacío relativista” con correcciones como los coeficientes de Lorentz a velocidades extremas? No lo sé, no lo sé, el tiempo lo dirá...

La velocidad de la luz es la distancia que recorre la luz por unidad de tiempo. Este valor depende de la sustancia en la que se propaga la luz.

En el vacío, la velocidad de la luz es 299.792.458 m/s. Ésta es la velocidad más alta que se puede alcanzar. Al resolver problemas que no requieren especial precisión, este valor se toma como 300.000.000 m/s. Se supone que todos los tipos de radiación electromagnética se propagan en el vacío a la velocidad de la luz: ondas de radio, radiación infrarroja, luz visible, radiación ultravioleta, rayos X, radiación gamma. Se designa con una letra. Con .

¿Cómo se determinó la velocidad de la luz?

En la antigüedad, los científicos creían que la velocidad de la luz era infinita. Posteriormente, comenzaron las discusiones sobre este tema entre los científicos. Kepler, Descartes y Fermat coincidieron con la opinión de los científicos antiguos. Y Galileo y Hooke creían que, aunque la velocidad de la luz es muy alta, todavía tiene un valor finito.

Galileo Galilei

Uno de los primeros en intentar medir la velocidad de la luz fue el científico italiano Galileo Galilei. Durante el experimento, él y su asistente se encontraban en colinas diferentes. Galileo abrió la persiana de su linterna. En el momento en que el asistente vio esta luz, tuvo que realizar las mismas acciones con su linterna. El tiempo que tardó la luz en viajar de Galileo al asistente y regresar resultó ser tan corto que Galileo se dio cuenta de que la velocidad de la luz es muy alta y es imposible medirla a una distancia tan corta, ya que la luz viaja. casi al instante. Y el tiempo que registró sólo muestra la velocidad de reacción de una persona.

La velocidad de la luz fue determinada por primera vez en 1676 por el astrónomo danés Olaf Roemer utilizando distancias astronómicas. Utilizando un telescopio para observar el eclipse de Io, la luna de Júpiter, descubrió que a medida que la Tierra se aleja de Júpiter, cada eclipse posterior ocurre más tarde de lo calculado. El retraso máximo, cuando la Tierra se mueve hacia el otro lado del Sol y se aleja de Júpiter a una distancia igual al diámetro de la órbita terrestre, es de 22 horas. Aunque en aquel momento no se conocía el diámetro exacto de la Tierra, el científico dividió su valor aproximado entre 22 horas y obtuvo un valor de unos 220.000 km/s.

Olaf Roemer

El resultado obtenido por Roemer provocó desconfianza entre los científicos. Pero en 1849, el físico francés Armand Hippolyte Louis Fizeau midió la velocidad de la luz utilizando el método del obturador giratorio. En su experimento, la luz de una fuente pasó entre los dientes de una rueda giratoria y se dirigió hacia un espejo. Reflejado en él, regresó. La velocidad de rotación de la rueda aumentó. Cuando alcanzó un cierto valor, el rayo reflejado en el espejo fue retrasado por un diente en movimiento y el observador no vio nada en ese momento.

La experiencia de Fizeau

Fizeau calculó la velocidad de la luz de la siguiente manera. La luz sigue su camino l desde la rueda al espejo en un tiempo igual a t 1 = 2L/litro . El tiempo que tarda una rueda en girar ½ ranura es t 2 = T/2N , Dónde t - período de rotación de la rueda, norte - número de dientes. velocidad de rotación v = 1/T . El momento en el que el observador no ve la luz se produce cuando t 1 = t 2 . De aquí obtenemos la fórmula para determinar la velocidad de la luz:

c = 4LNv

Después de realizar los cálculos utilizando esta fórmula, Fizeau determinó que Con = 313.000.000 m/s. Este resultado fue mucho más preciso.

Armand Hippolyte Louis Fizeau

En 1838, el físico y astrónomo francés Dominique François Jean Arago propuso utilizar el método del espejo giratorio para calcular la velocidad de la luz. Esta idea fue puesta en práctica por el físico, mecánico y astrónomo francés Jean Bernard Leon Foucault, quien en 1862 obtuvo el valor de la velocidad de la luz (298.000.000±500.000) m/s.

Dominique Francois Jean Arago

En 1891, el resultado del astrónomo estadounidense Simon Newcomb resultó ser un orden de magnitud más preciso que el resultado de Foucault. Como resultado de sus cálculos Con = (99.810.000±50.000) m/s.

La investigación del físico estadounidense Albert Abraham Michelson, que utilizó un dispositivo con un espejo octogonal giratorio, permitió determinar la velocidad de la luz con mayor precisión. En 1926, el científico midió el tiempo que tardaba la luz en recorrer la distancia entre las cimas de dos montañas, equivalente a 35,4 km, y obtuvo Con = (299.796.000±4.000) m/s.

La medición más precisa se realizó en 1975. Ese mismo año, la Conferencia General de Pesos y Medidas recomendó que la velocidad de la luz se considerara igual a 299.792.458 ± 1,2 m/s.

¿De qué depende la velocidad de la luz?

La velocidad de la luz en el vacío no depende ni del marco de referencia ni de la posición del observador. Se mantiene constante, igual a 299.792.458 ± 1,2 m/s. Pero en varios medios transparentes esta velocidad será menor que su velocidad en el vacío. Cualquier medio transparente tiene una densidad óptica. Y cuanto más alto es, más lenta se propaga la velocidad de la luz en él. Por ejemplo, la velocidad de la luz en el aire es mayor que su velocidad en el agua, y en el vidrio óptico puro es menor que en el agua.

Si la luz pasa de un medio menos denso a otro más denso, su velocidad disminuye. Y si la transición se produce de un medio más denso a uno menos denso, entonces la velocidad, por el contrario, aumenta. Esto explica por qué el haz de luz se desvía en el límite de transición entre dos medios.

El trabajo de nuestro subconsciente.

Nuestra conciencia, que a veces consideramos nuestro "yo", es sólo una pequeña parte del trabajo del cerebro en su conjunto. La conciencia de uno mismo como persona es sólo una pequeña parte del trabajo del cerebro; la mayoría de los demás procesos que ocurren en la cabeza se procesan sin la participación de la conciencia. No se trata sólo de reacciones automatizadas como la respiración, el control del corazón y de los músculos al caminar, sino también de reacciones más complejas: el reconocimiento de patrones, la formación de una realidad circundante tridimensional. De hecho, el cerebro elige en un nivel preliminar qué mostrar a la conciencia y qué omitir. Algunas acciones se realizan de forma tan automática que la conciencia no recibe notificación del trabajo que se está realizando.

Por pura casualidad, hace poco me enteré de que había publicado nuevos libros: “La conciencia sale del cuerpo. Experiencia de viajar a otros mundos” y “Sueños controlados. Realidad controlada." Salieron de cierta editorial IPL en 2016. Resulta que esto también pasa, el propio autor no sabe que tiene nuevos libros por salir.

Cambiaron el nombre del libro a su manera y lo lanzaron como un nuevo producto del autor. No tengo idea de qué tipo de editorial es esta, pero después de leer las reseñas de los libros, podemos concluir: este es mi primer y segundo libro publicado por la editorial Ves con los títulos: “El vagabundo de los sueños. Parte 1. El comienzo del viaje” y “Vagabundo de los sueños. Parte 2. Nuevo Milenio”.

Básicamente, estos son los mismos libros. Si ya ha leído la serie Dream Traveler, entonces no tiene sentido comprar libros nuevos.

¿Por qué sueñas con ratas?

Entonces, para saber de qué lado esperar una mordedura de rata, analice su sueño.

vamos a solucionarlo cómo un pensamiento puede tener poder. Cómo los pensamientos generalmente pueden interactuar con el universo, provocar eventos no relacionados con nuestras acciones directas. Qué leyes del universo nos permiten satisfacer nuestros deseos mentales. ¿Cómo puede nuestro cerebro tener el don de ver a distancia o sentir eventos que suceden en algún lugar lejano y de los que no tenemos idea?

Supongamos que nuestro cuerpo, y nuestro cerebro en particular, es una máquina. Complejo, hasta cierto punto incomprensible, pero sigue siendo un dispositivo que percibe y transmite señales al exterior. Supongamos otra vez que somos algo similares a una computadora moderna. Últimamente, nuestro cerebro se compara cada vez más con los dispositivos electrónicos, por lo que no nos desviaremos de esta tradición. Así, nuestros pensamientos son una especie de programa, con ciclos y funciones que realizan determinadas tareas. Algunos pensamientos son datos iniciales, pero otros tienen poder: son programas creados de acuerdo con las leyes del universo.

Durante el último mes me encontré con varias personas que intentaban cambiar su pasado. Entonces alguien habló de recuerdos de un pasado inexistente.

La mayoría de la gente cree que cambiar el pasado es imposible y no hay una descripción exacta de cómo cambiar el pasado. Pero, de una forma u otra, me encuentro con historias misteriosas que no se pueden confirmar ni refutar. Cualquier cambio en el pasado hace que todos los que nos rodean recuerden una nueva historia. Por lo tanto, no podemos decir con seguridad que tal historia no sea invención del autor. Sólo algunos individuos conservan recuerdos de un presente alternativo. A veces ni siquiera es un recuerdo, sino sólo un sentimiento de lo incorrecto del momento actual; A veces hay destellos de déjà vu, o recuerdos falsos en la cabeza de algunos momentos que en realidad nunca sucedieron, pero que por alguna razón quedan almacenados en la memoria como recuerdos.

El tema de cómo medir y cuál es la velocidad de la luz ha interesado a los científicos desde la antigüedad. Este es un tema muy fascinante, que desde tiempos inmemoriales ha sido objeto de debate científico. Se cree que esa velocidad es finita, inalcanzable y constante. Es inalcanzable y constante, como el infinito. Al mismo tiempo es finito. Resulta ser un interesante rompecabezas físico y matemático. Hay una opción para resolver este problema. Después de todo, todavía se medía la velocidad de la luz.

En la antigüedad, los pensadores creían que velocidad de la luz- esta es una cantidad infinita. La primera estimación de este indicador se dio en 1676. Olaf Roemer. Según sus cálculos, la velocidad de la luz era de aproximadamente 220 mil km/s. Este no era un valor del todo exacto, pero sí cercano al verdadero.

La finitud y la estimación de la velocidad de la luz se confirmaron medio siglo después.

En el futuro, el científico Fizeau Fue posible determinar la velocidad de la luz por el tiempo que le tomó al rayo recorrer una distancia exacta.

Realizó un experimento (ver figura), durante el cual un rayo de luz partió de la fuente S, fue reflejado por el espejo 3, interrumpido por el disco dentado 2 y pasó por la base (8 km). Luego fue reflejado por el espejo 1 y regresó al disco. La luz incidía en el espacio entre los dientes y podía observarse a través del ocular 4. El tiempo que tardaba el haz en atravesar la base se determinaba en función de la velocidad de rotación del disco. El valor obtenido por Fizeau fue: c = 313300 km/s.

La velocidad de propagación del haz en cualquier medio particular es menor que esta velocidad en el vacío. Además, para diferentes sustancias este indicador adquiere valores diferentes. Unos años después foucault reemplazó el disco con un espejo que giraba rápidamente. Los seguidores de estos científicos utilizaron repetidamente sus métodos y diseños de investigación.

Las lentes son la base de los instrumentos ópticos. ¿Sabes cómo se calcula? Puedes descubrirlo leyendo uno de nuestros artículos.

Puede encontrar información sobre cómo configurar una mira óptica que consta de dichas lentes. Lee nuestro material y no tendrás dudas sobre el tema.

¿Cuál es la velocidad de la luz en el vacío?

La medición más precisa de la velocidad de la luz arroja la cifra de 1.079.252.848,8 kilómetros por hora o 299 792 458 m/s. Esta cifra sólo es válida para condiciones creadas en el vacío.

Pero para resolver problemas se suele utilizar el indicador. 300.000.000m/s. En el vacío, la velocidad de la luz en unidades de Planck es 1. Por tanto, la energía luminosa viaja 1 unidad de longitud de Planck en 1 unidad de tiempo de Planck. Si se crea un vacío en condiciones naturales, los rayos X, las ondas de luz del espectro visible y las ondas gravitacionales pueden viajar a tales velocidades.

Entre los científicos existe una opinión clara de que las partículas con masa pueden alcanzar una velocidad lo más cercana posible a la velocidad de la luz. Pero no pueden alcanzar ni superar el indicador. La velocidad más alta, cercana a la de la luz, se registró durante el estudio de los rayos cósmicos y durante la aceleración de determinadas partículas en los aceleradores.

La velocidad de la luz en cualquier medio depende del índice de refracción de este medio.

Este indicador puede ser diferente para diferentes frecuencias. La medición precisa de la cantidad es importante para el cálculo de otros parámetros físicos. Por ejemplo, para determinar la distancia durante el paso de señales luminosas o de radio en alcance óptico, radar, alcance de luz y otras áreas.

Los científicos modernos utilizan diferentes métodos para determinar la velocidad de la luz. Algunos expertos utilizan métodos astronómicos, así como métodos de medición que utilizan tecnología experimental. El método Fizeau mejorado se utiliza con mucha frecuencia. En este caso, la rueda dentada se sustituye por un modulador de luz que debilita o interrumpe el haz de luz. El receptor aquí es un multiplicador fotoeléctrico o fotocélula. La fuente de luz puede ser un láser, lo que ayuda a reducir el error de medición. Determinación de la velocidad de la luz. Según el tiempo de paso de la base, se puede realizar mediante métodos directos o indirectos, que también permiten obtener resultados precisos.

¿Qué fórmulas se utilizan para calcular la velocidad de la luz?

1. La velocidad de propagación de la luz en el vacío es un valor absoluto. Los físicos lo designan con la letra “c”. Este es un valor fundamental y constante que no depende de la elección del sistema de información y caracteriza el tiempo y el espacio en su conjunto. Los científicos suponen que esta velocidad es la velocidad máxima de movimiento de partículas.

   Fórmula de la velocidad de la luz. en el vacío:

   s = 3 * 10^8 = 299792458 m/s

   aquí c es un indicador de la velocidad de la luz en el vacío.

2. Los científicos han demostrado que velocidad de la luz en el aire casi coincide con la velocidad de la luz en el vacío. Se puede calcular mediante la fórmula:

La velocidad de la luz es el valor absoluto de la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío. En física, tradicionalmente se denota con la letra latina “c” (pronunciada [tse]). La velocidad de la luz en el vacío es una constante fundamental que no depende de la elección del sistema de referencia inercial (IFR). Se refiere a las constantes físicas fundamentales que caracterizan no sólo a los cuerpos individuales, sino también a las propiedades del espacio-tiempo en su conjunto. Según los conceptos modernos, la velocidad de la luz en el vacío es la velocidad máxima de movimiento de partículas y de propagación de interacciones. También es importante el hecho de que este valor es absoluto. Este es uno de los postulados de la TER.

En el vacío (vacío)

En 1977 fue posible calcular la velocidad aproximada de la luz igual a 299.792.458 ± 1,2 m/s, calculada sobre la base del metro estándar de 1960. Actualmente se cree que la velocidad de la luz en el vacío es una constante física fundamental, por definición exactamente igual a 299.792.458 m/s, o aproximadamente 1.079.252.848,8 km/h. El valor exacto se debe a que desde 1983 se toma como metro estándar la distancia que recorre la luz en el vacío en un período de tiempo igual a 1/299.792.458 segundos. La velocidad de la luz está simbolizada por la letra c.

El experimento de Michelson, fundamental para la TER, demostró que la velocidad de la luz en el vacío no depende ni de la velocidad de la fuente de luz ni de la velocidad del observador. En la naturaleza se propagan a la velocidad de la luz:

luz visible real

otros tipos de radiación electromagnética (ondas de radio, rayos X, etc.)

De la teoría especial de la relatividad se deduce que la aceleración de partículas con masa en reposo a la velocidad de la luz es imposible, ya que este evento violaría el principio fundamental de causalidad. Es decir, se excluye que la señal supere la velocidad de la luz o el movimiento de una masa a esa velocidad. Sin embargo, la teoría no excluye el movimiento de partículas en el espacio-tiempo a velocidades superluminales. Las partículas hipotéticas que se mueven a velocidades superluminales se denominan taquiones. Matemáticamente, los taquiones encajan fácilmente en la transformación de Lorentz: son partículas con una masa imaginaria. Cuanto mayor es la velocidad de estas partículas, menos energía transportan y viceversa, cuanto más cerca está su velocidad de la velocidad de la luz, mayor es su energía; al igual que la energía de las partículas ordinarias, la energía de los taquiones tiende al infinito como se acercan a la velocidad de la luz. Esta es la consecuencia más obvia de la transformación de Lorentz, que no permite que una partícula se acelere a la velocidad de la luz; es simplemente imposible impartir una cantidad infinita de energía a una partícula. Debe entenderse que, en primer lugar, los taquiones son una clase de partículas, y no solo un tipo de partícula, y, en segundo lugar, ninguna interacción física puede propagarse más rápido que la velocidad de la luz. De esto se deduce que los taquiones no violan el principio de causalidad: no interactúan de ninguna manera con las partículas ordinarias y la diferencia en sus velocidades entre ellos tampoco es igual a la velocidad de la luz.

Las partículas ordinarias que se mueven más lentamente que la luz se llaman tardyones. Los tardiones no pueden alcanzar la velocidad de la luz, sino que se acercan arbitrariamente a ella, ya que en este caso su energía se vuelve ilimitadamente grande. Todos los tardyones tienen masa en reposo, a diferencia de los fotones y gravitones sin masa, que siempre se mueven a la velocidad de la luz.

En unidades de Planck, la velocidad de la luz en el vacío es 1, es decir, la luz viaja 1 unidad de longitud de Planck por unidad de tiempo de Planck.

En un entorno transparente

La velocidad de la luz en un medio transparente es la velocidad a la que la luz viaja en un medio distinto del vacío. En un medio con dispersión, se distinguen las velocidades de fase y de grupo.

La velocidad de fase relaciona la frecuencia y la longitud de onda de la luz monocromática en un medio (λ=c/ν). Esta velocidad suele ser (pero no necesariamente) menor que c. La relación entre la velocidad de fase de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en un medio se llama índice de refracción del medio. La velocidad grupal de la luz en un medio en equilibrio es siempre menor que c. Sin embargo, en medios de desequilibrio puede exceder c. En este caso, sin embargo, el borde anterior del pulso todavía se mueve a una velocidad que no excede la velocidad de la luz en el vacío.

Armand Hippolyte Louis Fizeau demostró experimentalmente que el movimiento de un medio con respecto a un haz de luz también puede influir en la velocidad de propagación de la luz en ese medio.

Negación del postulado sobre la velocidad máxima de la luz.

En los últimos años han aparecido a menudo informes de que en la llamada teletransportación cuántica la interacción se propaga más rápido que la velocidad de la luz. Por ejemplo, el 15 de agosto de 2008, el grupo de investigación del Dr. Nicolas Gisin de la Universidad de Ginebra, estudiando estados de fotones unidos separados por 18 km en el espacio, supuestamente demostró que “las interacciones entre partículas ocurren a una velocidad de aproximadamente cien mil veces mayor que la velocidad de Sveta". Anteriormente también se discutió la llamada paradoja de Hartmann: velocidad superluminal con efecto túnel.

Un análisis científico de la importancia de estos y otros resultados similares muestra que, en principio, no pueden utilizarse para la transmisión superluminal de ninguna señal o movimiento de materia.

Historia de las mediciones de la velocidad de la luz.

Los científicos antiguos, con raras excepciones, consideraban que la velocidad de la luz era infinita. En los tiempos modernos, este tema se convirtió en tema de debate. Galileo y Hooke admitieron que era finita, aunque muy grande, mientras que Kepler, Descartes y Fermat seguían defendiendo la infinidad de la velocidad de la luz.

La primera estimación de la velocidad de la luz la hizo Olaf Roemer (1676). Observó que cuando la Tierra y Júpiter están en lados opuestos del Sol, los eclipses del satélite Io de Júpiter se retrasan 22 minutos en comparación con los cálculos. De ahí obtuvo un valor para la velocidad de la luz de unos 220.000 km/seg. - inexacto, pero cercano al verdadero. Medio siglo después, el descubrimiento de la aberración permitió confirmar la finitud de la velocidad de la luz y perfeccionar su evaluación.