Από τα σχολικά χρόνια, γνωρίζουμε ότι η ταχύτητα του φωτός, σύμφωνα με τους νόμους του Αϊνστάιν, είναι ένα ανυπέρβλητο μέγιστο στο Σύμπαν. Το φως ταξιδεύει από τον Ήλιο στη Γη σε 8 λεπτά, δηλαδή περίπου 150.000.000 km. Χρειάζονται μόνο 6 ώρες για να φτάσει στον Ποσειδώνα, αλλά χρειάζονται δεκαετίες για να ξεπεράσει το διαστημόπλοιο τέτοιες αποστάσεις. Αλλά δεν γνωρίζουν όλοι ότι η τιμή της ταχύτητας μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με το μέσο στο οποίο περνά το φως.
Φόρμουλα για την ταχύτητα του φωτός
Γνωρίζοντας την ταχύτητα του φωτός στο κενό (c ≈ 3108 m/s), μπορούμε να την προσδιορίσουμε σε άλλα μέσα με βάση τον δείκτη διάθλασής τους n. Η ίδια η φόρμουλα για την ταχύτητα του φωτός μοιάζει με τους νόμους της μηχανικής από τη φυσική, ή μάλλον, τον ορισμό της απόστασης χρησιμοποιώντας το χρόνο και την ταχύτητα ενός αντικειμένου.
Για παράδειγμα, παίρνουμε γυαλί, του οποίου ο δείκτης διάθλασης είναι 1,5. Σύμφωνα με τον τύπο για την ταχύτητα του φωτός, v=c / n, παίρνουμε ότι η ταχύτητα σε αυτό το μέσο είναι περίπου 200.000 km / s. Αν πάρουμε ένα υγρό, όπως το νερό, τότε η ταχύτητα διάδοσης των φωτονίων (σωματίδια φωτός) σε αυτό είναι 226.000 km/s με δείκτη διάθλασης 1,33.
Φόρμουλα για την ταχύτητα του φωτός στον αέρα
Ο αέρας είναι επίσης ένα μέσο. Επομένως, έχει τη λεγόμενη οπτική πυκνότητα. Εάν στο κενό τα φωτόνια δεν συναντούν εμπόδια στο δρόμο τους, τότε σε ένα μέσο ξοδεύουν λίγο χρόνο στη διέγερση των ατομικών σωματιδίων. Όσο πιο πυκνό είναι το περιβάλλον, τόσο περισσότερος χρόνος χρειάζεται για αυτόν τον ενθουσιασμό. Ο δείκτης διάθλασης (n) στον αέρα είναι 1.000292. Και αυτό δεν απέχει πολύ από το όριο των 299.792.458 m/s.
Αμερικανοί επιστήμονες κατάφεραν να επιβραδύνουν την ταχύτητα του φωτός σχεδόν στο μηδέν. Μεγαλύτερο από 1/299.792.458 sec. ταχύτητα φωτός δεν μπορεί να ξεπεραστεί. Το θέμα είναι ότι το φως είναι το ίδιο ηλεκτρομαγνητικό κύμα με τις ακτίνες Χ, τα ραδιοκύματα ή τη θερμότητα. Η μόνη διαφορά είναι η διαφορά μεταξύ μήκους κύματος και συχνότητας.
Ένα ενδιαφέρον γεγονός είναι η απουσία μάζας σε ένα φωτόνιο, και αυτό δείχνει την απουσία χρόνου για αυτό το σωματίδιο. Με απλά λόγια, για ένα φωτόνιο που γεννήθηκε πριν από πολλά εκατομμύρια, ή ακόμα και δισεκατομμύρια χρόνια, δεν έχει περάσει ούτε ένα δευτερόλεπτο.
