Derivazione della formula per la velocità della luce. Significati e concetto

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Derivazione della formula per la velocità della luce. Significati e concetto
Derivazione della formula per la velocità della luce. Significati e concetto
Anonim

Sin dai tempi della scuola, sappiamo che la velocità della luce, secondo le leggi di Einstein, è un massimo insormontabile nell'Universo. La luce viaggia dal Sole alla Terra in 8 minuti, che corrisponde a circa 150.000.000 di km. Ci vogliono solo 6 ore per raggiungere Nettuno, ma ci vogliono decenni perché la navicella spaziale superi tali distanze. Ma non tutti sanno che il valore della velocità può variare notevolmente a seconda del mezzo in cui passa la luce.

Formula per la velocità della luce

Conoscendo la velocità della luce nel vuoto (c ≈ 3108 m/s), possiamo determinarla in altri mezzi in base al loro indice di rifrazione n. La stessa formula per la velocità della luce ricorda le leggi della meccanica della fisica, o meglio, la definizione della distanza usando il tempo e la velocità di un oggetto.

formula per la velocità della luce
formula per la velocità della luce

Ad esempio, prendiamo il vetro, il cui indice di rifrazione è 1,5. Secondo la formula per la velocità della luce, v=c / n, otteniamo che la velocità in questo mezzo è di circa 200.000 km / s. Se prendiamo un liquido, come l'acqua, la velocità di propagazione dei fotoni (particelle di luce) al suo interno è di 226.000 km / s con un indice di rifrazione di 1,33.

Formula per la velocità della luce nell'aria

Anche l'aria è un mezzo. Pertanto, ha la cosiddetta densità ottica. Se nel vuoto i fotoni non incontrano ostacoli sulla loro strada, in un mezzo trascorrono del tempo sull'eccitazione delle particelle atomiche. Più denso è l'ambiente, più tempo ci vorrà per questa stessa eccitazione. L'indice di rifrazione (n) nell'aria è 1,000292 e non è lontano dal limite di 299.792.458 m/s.

Formula velocità della luce in aria
Formula velocità della luce in aria

Gli scienziati americani sono riusciti a rallentare la velocità della luce quasi a zero. Maggiore di 1/299.792.458 sec. la velocità della luce non può superare. Il fatto è che la luce è la stessa onda elettromagnetica dei raggi X, delle onde radio o del calore. L'unica differenza è la differenza tra lunghezza d'onda e frequenza.

Un fatto interessante è l'assenza di massa in un fotone, e questo indica l'assenza di tempo per questa particella. In poche parole, per un fotone nato diversi milioni, o addirittura miliardi di anni fa, non è passato nemmeno un secondo di tempo.

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