Gibbs f

A fény sebessége állandó?

Ezt a kérdést is különbözőképpen értelmezik, illetve különböző módon, és a válasz:

• A fény sebessége megváltozik, ha elengedi a levegőbe vagy a vízbe?

• Do c folyamatosan. vagyis a fény sebessége?

• Mi számít speciális relativitáselmélet?

• mi tekinthető az általános relativitáselmélet?

A fény sebessége változik, amikor arra kerül a levegőbe vagy a vízbe?

Igen. Fény lelassul ilyen átlátszó közegben, mint a levegő, a víz, vagy üveg. Az arány, amelyben van egy megtorpanás, az úgynevezett törésmutatójú közeg, és ez mindig nagyobb, mint egy. * Ez megnyitotta Jean Fokol 1850

* Szigorúan véve, a törésmutató nem mindig nagyobb, mint egy. Például, az szinte mindig kisebb egységének röntgen. Ez azért van, mert az úgynevezett fázis sebessége az X-sugarak a környezetben több, mint a fény sebessége, és a refrakciós index az arány a fázissebesség. A sebesség a fotonok maguk is - az úgynevezett csoport sebesség, ami mindig kisebb, mint c (persze, kivéve azokat az eseteket, amikor nem :-). Az egyszerűség kedvéért ezt a választ, nem tartjuk ezt a finomságot.

Leggyakrabban, amikor az emberek általában azt mondják: „fénysebesség”, azt jelenti: „a fény sebessége vákuumban.” Ez a mennyiség betűvel jelöljük c.

C folyamatosan. vagyis a fény sebessége?

1983-ban az Általános Súly- és Mértékügyi Konferencia elfogadta az alábbi meghatározás a mérő SI egységek (International System):

M a távolság, amelyet a fény vákuumban idején a 1/299 792 458 másodperc.

Ez vezetett ahhoz, hogy a fény sebessége egyenlővé vált pontosan 299.792.458 méter másodpercenként. És így, a válasz arra a kérdésre, hogy vajon a c állandó. egyszerűvé válik a szélsőséges: igen, c konstans definíció!

Ez azonban még nem minden. SI rendszer alapja nagyon praktikus szempontokat. A meghatározás összhangban hozott a legpontosabb mérési technikák és folyamatosan felülvizsgálják. Ma vannak olyan módon mérni makroszkopikus távolságok kibocsátása lézerimpulzusos és mérjük az időt, hogy tölt annak érdekében, hogy adja át ezt a távolságot. Az idő mérése nagyon pontos atomóra (pontosak az atomórák eléri a 10 ~ 13 sósav share!). Ezért indokolt meghatározni az egység méter ily módon annak érdekében, hogy minimálisra csökkentsék a hibákat.

Ha az SI már egy pár feltételezések arról, hogy mi van, a fizika törvényei. Például, azt feltételezték, hogy a részecskék a fény - egy foton - nincs tömege. Ha a foton rengeteg pihenés, a meghatározása a mérő az SI elveszítené értelmét, mint a fény sebessége függ attól, hogy a hullámhossz. Akkor lehetetlen lenne eldönteni, hogy ez állandó. Ezután a meghatározás a mérő kellett volna még a színt a fény kell használni. A tapasztalat azt mutatja, hogy ha egy foton és van-e nyugalmi tömege, akkor nagyon kicsi. Lásd. A kérdés, hogy van egy tömege a világon. Különben is, ez olyan kicsi, hogy a belátható jövőben nem játszik jelentős szerepet a meghatározása a mérő, de mindegy, annak ellenére, hogy a jelenleg domináns elmélet azon a tényen alapul, hogy a tömeg a foton nulla, csak bizonyítani, hogy mi nem lehet. Ha a foton tömege nem lehet nulla, ez nem a sebesség lenne állandó, hanem egy elméleti szempontból lenne a C. ami a lehető legnagyobb sebességgel a fény, és még mindig lehet kérni, ha c állandó.

Korábban úgy volt, hogy a második mérő és meghatároztuk számos különböző módon, más, mint a jelenlegi, összhangban a mérési módszereket, hogy létezett abban az időben. A jövőben az eljárások megváltozhatnak. Rátérve a 1939 azt látjuk, hogy a második definiáltuk 1/84 az átlagos 600 naya prodolzhietlnosti napos, és a mérő úgy definiáljuk, mint a hossza a két kockázatokat a platina-irídium rúd tárolt Franciaországban. Most már tudjuk, hogy az átlagos hossza a szoláris nap változik, mérve azt pontossággal atomórák. Standard idő néha vezetjük a második előre vagy hátra, hogy tükrözze ezt a tényt. Ezen felül, a Föld forgása fokozatosan lassul, körülbelül 1/100 000 sósavval a másodperc töredéke alatt az egy év alatt, mivel a gátló hatását az erők közötti vonzás a Föld, a Hold és a nap. A hossza a fém rúd nagyobb változások lehetségesek expanziója következtében az anyag. Mindez vezetett arra a tényre, hogy a fény sebessége, mért m / s idővel lassan változik. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen fordulatszám-változás sokkal természetesebben tekinthető megnyilvánulása változás egységek, mint a fény sebessége, hanem ugyanolyan ostoba mondani, hogy most már a fénysebesség nem változik, mert az SI egységeket úgy határozzák meg, ez vált állandó.

SI meghatározása csak mutatja, mennyire fontos ez az első világosan megértse, mit is jelent a állandóságának a fénysebesség előtt lehetséges lesz, hogy válaszoljon erre a kérdésre. Először meg kell állapodniuk, amikor mérjük a fény sebessége, amelyet használnak, mint a hagyományos uralkodó és standard óra. Elvileg tudunk szembenézni lényeges eltéréseket végzett mérések eredményeit a laboratóriumban, az eredményeket a csillagászati ​​megfigyelések (az egyik első mérések a fénysebesség készítette Ole Kristensenom Römer 1676 felügyelete alatt látható különbség az időtartam napfogyatkozás a Jupiter holdjai).

Ha például, hogy fogadjon el egy definíciója egységek voltak 1967 és 1983. Ezután mérő úgy definiáltuk, mint 1 650 763,73 hullámhosszú vörös-narancs által kibocsátott fény a kripton-86 atom, és a második azonosítottuk jelenleg mint 9192631770 sugárzás oszcillációk sootvetsvuschego átmenet a két szint közötti svehtonkimi atom és cézium-133. Ellentétben a korábban említett meghatározást, ezek épülnek abszolút fizikai mennyiségek, hogy van értelme, mindig és mindenhol. Meg tudjuk mondani, ha a fény sebessége állandó, ezeket az egységeket?

Kvantumelmélet, tudjuk, hogy ezek a frekvenciák és a hullámhosszak nagymértékben függ az értékeket a Planck-állandó, a tömeg az elektronok és a nukleonok, ezért ezek a paraméterek befolyásolják a fény sebességét. Megszünteti a háromdimenziós paramétereit az egység, mi jöhet számos dimenziótlan mennyiségek, mint például a finom szerkezetű állandó vagy az arány a tömeg a proton elektron tömegét. Nem függ a készülék, így sokkal bölcsebb megkérdezni, hogy változtatni. Ha megváltoztak, amely megváltoztatná nemcsak a fény sebességét. Az egész kémia függ az itt megadott értékek állandók, és mivel jelentős változás következett be a kémiai és mechanikai tulajdonságai valamennyi anyag. Ezen túlmenően, a fény sebessége megváltozik másképp zavisimoti, amit a meghatározás egységek azt választotta volna! Ebben az esetben is ésszerű azt feltételezni, hogy az oka a változás nem változik a fény sebessége, és a változás a elektron töltése vagy tömeges részecskék.

Mindenesetre, a tapasztalat elég jó meggyőz bennünket, hogy ezek az értékek nem változtak a jobb része a világegyetem.

[Mellesleg, a finom szerkezetű függően változik az energia csökkentésére, de volt egy kérdés, hogy kis energiájú korlát]

Úgy véli, hogy a speciális relativitáselmélet?

További feltételezés, hozott az SI-rendszerben - az, hogy a speciális relativitáselmélet helyességét. Az alapvető posztulátum relativitáselmélet, hogy a fény sebessége állandó. Ez a nyilatkozat két részre oszlik:

• A fény sebessége független a mozgás a megfigyelő.

• A fény sebessége nem változik attól függően, hogy a hely és az idő.

Az ötlet, hogy a fény sebessége nem függ a megfigyelő sebessége nagyon ellentétes intuícióink. Egyesek nem hajlandók elfogadni, hogy ez lehetséges a szempontból a logika, de 1905-ben Einstein tudta mutatni, hogy minden tökéletesen logikus, hogy kész elhagyni az előítélet az abszolút jellege térben és időben.

Fitzgerald majd azt javasolta, hogy az oka ez a csökkentés a kísérleti berendezés mozgásban az éteren keresztül, pontosan kiegyenlíti a fény sebessége. Lorenz továbbfejlesztette ezt a feltételezést, hozzátéve egy lassulási szélütés órán keresztül, hogy a levegő mozgása teljesen meg nem figyelhető. Ezután Einstein bebizonyította, hogy ezeket a torzulásokat lehet tulajdonítani torzulásához térben és időben magukat, nem pedig a fizikai tárgyak, és így abszolút tér és idő által bevezetett Newton, el kell utasítani. Közvetlenül ezután matematikus Minkowski mutatta, hogy Einstein relativitáselmélete lehet értelmezni, mint egy nem-euklideszi geometria egy 4-dimenziós térben-időben.

A rendszer segítségével a modern berendezések is könnyen mozgásérzékelés Az éter, ha létezne. A Föld mozog a Nap körül sebességgel 30 km / s, tehát ha igaz vektor hozzáadásával sebességek, szükség szerint a newtoni mechanika, a meghatározása a mérő az SI-rendszerben, az utolsó 5 számjegyét a fénysebesség értelmetlen lett volna. Ma, a nagy energiájú fizika CERN és Fermilab napi részecskeütközések sebességgel egy inch eltér a fény sebességét. Ha a fény sebessége függ a referencia frame rate, akkor már réges-régen felfedezték, kivéve, ha ez a kapcsolat valójában nem elhanyagolható.

Úgy véli, hogy az általános relativitáselmélet?

Itt az a probléma, hogy az arány - az az összeg, ami függ a koordinátákat, vagyis ez bizonyos értelemben nem egyértelmű. Annak megállapításához, a sebesség (távolság osztva az idővel), akkor először ki kell választania néhány szabványos mérési távolságok és idők. Különböző szabványok eltérő eredményekre vezethetnek. Ez már annyira a különleges elmélet: ha az intézkedés a fény sebessége felgyorsult referenciakeret, kapunk egy értéket eltér c.

Abban a speciális elmélet állandó fénysebesség azt jóváhagyták csupán az inerciális referencia rendszereket. Az általános elmélet ez a jóváhagyás kiterjed a jóváhagyást a állandóságának a fénysebesség egy szabadon eső referencia képkocka (egy olyan területen, elég kicsi ahhoz, hogy elhanyagolható árapály erők). A fenti folyosón, Einstein nem beszél szabadon eső rendszer, hanem egy rendszer, rögzítve a forrás, a gravitáció. Egy ilyen rendszerben, a fény sebessége c eltérhet elsősorban a gravitáció hatására (téridő görbülete) az órajel.

Ha az általános relativitás elmélete helyes, az állandóság a fény sebessége inerciális referencia rendszerek szinonimájává válik a geometriai tulajdonságai a tér-idő. Okozati szerkezet geometriája határozza meg a világegyetem nulla vektorok. Mozgás sebességgel c mozgás azt jelenti világ vonalak érintő irányúak nulla vektorok. C Az alkalmazás közötti konverzióra méter és másodperc alatt, a meghatározása a mérő az SI-rendszerben, indokolt mind a gyakorlati és elméleti szempontból, mert c nem annyira a fénysebesség, mint alapvető jellemzője a tér-idő geometria.

Ami a különleges elmélet jóslatai általános relativitáselmélet is megerősítette számos különböző kísérletek.

Ennek eredményeként, azt mondhatjuk, hogy a fény sebessége nem csak állandó. Sőt, úgy tűnik, a fényében jól bevált elméletek, hogy a feltételezés, hogy meg tudja változtatni - csak értelmetlen!