Tìm hiểu về vận tốc ánh sáng, tốc độ ánh sáng

Rate this post

Chắc hẳn hầu hết mọi người đều biết rằng “Tốc độ ánh sáng là có hạn, và nó cũng là tốc độ nhanh nhất trong tự nhiên”. Tuy nhiên, để hiểu hết tốc độ ánh sáng là gì thì không nhiều người hiểu. Nếu vậy hãy cũng LabVIETCHEM tìm hiểu về tốc độ ánh sáng qua những thông tin hữu ích trong bài viết dưới đây.

Tốc độ ánh sáng là tốc độ nhanh nhất trong tự nhiên

Tốc độ ánh sáng là tốc độ nhanh nhất trong tự nhiên

Tốc độ của ánh sáng là gì? Mối liên hệ giữa vận tốc ánh sáng và vận tốc ánh sáng

– Vận tốc ánh sáng là vận tốc lan truyền của bức xạ điện từ trong chân không. Nó là hằng số vật lý cơ bản đóng vai trò quan trọng trong vật lý học và được xác định là 299.792.458 m/s với sai số 4 phần tỷ vào năm 1975 sau nhiều thập kỷ nghiên cứu.a

– Năm 1983, đơn vị mét được định nghĩa lại trong hệ đo lường SI là quãng đường ánh sáng truyền được trong chân không trong khoảng thời gian bằng 1/299.792.458 giây. Kết quả là giá trị số của tốc độ ánh sáng tính bằng m/s được cố định và xác định chính xác.

– Tốc độ ánh sáng là tốc độ của tất cả các hạt không khối lượng liên kết với các trường vật lý của bức xạ điện từ như các proton ánh sáng truyền trong chân không, và cũng là tốc độ hấp dẫn được dự đoán bởi các lý thuyết hiện tại.

– Vận tốc ánh sáng khi đi qua các vật liệu trong suốt như thủy tinh, không khí,… nhỏ hơn vận tốc ánh sáng. Tỷ lệ tốc độ ánh sáng với tốc độ ánh sáng truyền qua vật liệu là chỉ số khúc xạ của vật liệu.

Ví dụ: Với ánh sáng nhìn thấy, chiết suất của thủy tinh vào khoảng 1,5. Vậy vận tốc ánh sáng truyền qua thủy tinh được xác định là 299.792.458 / 1,5 ≈ 200.000 km/s. Chỉ số khúc xạ của không khí đối với ánh sáng khả kiến ​​là 10003, vì vậy tốc độ ánh sáng trong không khí chậm hơn 90 km/s so với tốc độ ánh sáng trong chân không.

Tham Khảo Thêm:  Tổng hợp cách tính tỷ lệ lạm phát mới nhất mà bạn nên biết

– Trong thuyết tương đối, tốc độ ánh sáng liên quan đến thời gian và không gian và được đưa vào phương trình E = m.c2 của Einstein.

Phương trình tương đương giữa khối lượng và năng lượng

Phương trình tương đương giữa khối lượng và năng lượng

Các cách đo vận tốc ánh sáng

1. Trong thiên văn học

Cách 1: Ole Christensen Rømer là người đầu tiên dựa vào các quan sát thiên văn để ước tính tốc độ ánh sáng.

+ Khi đo từ Trái đất, chu kỳ quỹ đạo của các vệ tinh tự nhiên quay quanh một hành tinh ở xa sẽ ngắn hơn khi khoảng cách từ Trái đất đến hành tinh đó càng gần và ngược lại.

+ Khoảng cách mà ánh sáng truyền từ hành tinh đến Trái đất ngắn nhất khi Trái đất ở quỹ đạo gần hành tinh nhất và khi Trái đất ở quỹ đạo xa nhất so với hành tinh đó thì quãng đường ánh sáng phải truyền đi cũng xa nhất .

+ Hiệu giữa hai khoảng cách cực cận này bằng đường kính quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời.

Quan sát sự thay đổi trong chu kỳ quỹ đạo của một vệ tinh tự nhiên về cơ bản là sự khác biệt về thời gian ánh sáng di chuyển giữa các khoảng cách ngắn hơn và dài hơn. Nhờ đó, Rømer đã phát hiện ra hiệu ứng này đối với mặt trăng Io bên trong của Sao Mộc và ông kết luận rằng “Ánh sáng mất 22 phút để đi qua đường kính quỹ đạo của Trái đất”. Tuy nhiên, đến hôm nay, giá trị đo thực tế là hơn 16 phút.

Cách 2: Sử dụng hiện tượng lệch hướng của nhà thiên văn học James Bradley, đó là “Ánh sáng từ một nguồn ở xa xuất hiện ở một vị trí khác với kính thiên văn đang chuyển động vì tốc độ ánh sáng là hữu hạn.”

+ Do hướng của vectơ vận tốc của Trái đất luôn thay đổi khi nó tự quay và quay quanh Mặt trời nên vị trí biểu kiến ​​của các ngôi sao sẽ chuyển động xung quanh.

Tham Khảo Thêm:  Nên làm gì khi tiếp xúc gần với người nhiễm Covid-19 để phòng

+ Từ độ lệch cực đại của vị trí các vì sao trên bầu trời, khoảng 20,5 giây cung, ta tính được vận tốc ánh sáng dựa vào vận tốc của Trái đất trên quỹ đạo của nó quanh Mặt trời.

Sử dụng phương pháp này, Bradley tính toán rằng ánh sáng di chuyển nhanh hơn 10.210 lần so với Trái đất trên quỹ đạo.

2. Kỹ thuật về thời gian bay

Phương pháp này sử dụng dụng cụ Fizeau-Foucault do Hippolyte Fizeau và Léon Founcault phát minh.

Ngày nay, trong các trường đại học, sinh viên thường sử dụng máy hiện sóng có độ phân giải nhỏ hơn 1 nano giây để đo tốc độ ánh sáng bằng cách đo thời gian trễ của tia sáng hoặc tia laze từ tia laze hoặc đèn LED phản xạ từ gương.

3. Hằng số điện từ

– Phương pháp này sử dụng phương trình liên hệ c với hằng số điện môi ε0 và hằng số từ μ0 trong lý thuyết Maxwell: c2 = 1/(ε0μ0).

+ Hằng số điện môi đo theo điện dung của tụ điện đã biết kích thước hình học.

+ Hằng số từ cạnh có giá trị 4π×10−7 H×m-1.

– Tốc độ ánh sáng được xác định bằng phương pháp này là 299710+22 km/s.

4. Cộng hưởng trong khoang

Bằng cách này, đo độc lập tần số f (đo tần số cộng hưởng bằng bộ cộng hưởng khoang) và bước sóng của sóng điện từ trong chân không và tính tốc độ ánh sáng theo công thức c = fλ.

5. Giao thoa kế

Giao thoa kế dùng để đo bước sóng của nguồn sáng

Giao thoa kế dùng để đo bước sóng của nguồn sáng

Giao thoa kế là một thiết bị cho phép đo bước sóng của bức xạ điện từ và theo đó là tốc độ ánh sáng.

– Một chùm kết hợp có tần số f đã biết sau khi tách thành hai chùm sẽ kết hợp lại với nhau.

– Bằng cách điều chỉnh đường đi của chùm sáng bằng cách quan sát ảnh giao thoa và đo khoảng cách đã điều chỉnh, ta xác định được bước sóng λ.

– Tốc độ ánh sáng được xác định bởi công thức c = λf.

Tại sao chúng ta không thể chế tạo một phương tiện di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng?

Có thể tạo ra phương tiện di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng

Có thể tạo ra phương tiện di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng

Một vật thể tồn tại sẽ có tương quan giữa 3 đại lượng là năng lượng, vận tốc và khối lượng. Phương trình của Einstein về sự tương đương giữa khối lượng và năng lượng, được đưa ra vào năm 1905, là một công thức nổi tiếng. Nó được định nghĩa như sau:

Tham Khảo Thêm:  Phản ứng hóa học C2H2 + Br2 → C2H2Br4

E = m.c2

Ở đó:

  • E là năng lượng.
  • m là khối lượng.
  • c là vận tốc ánh sáng trong chân không.

Công thức này có nghĩa là “Khối lượng và năng lượng tỷ lệ với nhau với hằng số c. Năng lượng có thể chuyển hóa thành khối lượng và ngược lại.

Động lượng của một vật có khối lượng sẽ tăng theo tốc độ, một vật ở tốc độ ánh sáng sẽ có khối lượng vô hạn. Vì vậy, để tạo ra một phương tiện có thể di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng, chúng ta cần:

– Cách 1: Để tạo ra một vật thể có khối lượng vô hạn, ví dụ như con tàu vũ trụ để đạt vận tốc ánh sáng thì phải có kích thước bằng nửa trái đất, và với kích thước như vậy, con người không thể sản xuất được.

– Cách 2: Gia tốc đối với một vật có khối lượng đạt vận tốc ánh sáng hoặc gia tốc hữu hạn trong thời gian vô hạn hoặc gia tốc vô hạn trong thời gian hữu hạn.

Cả hai phương pháp này đều cần nguồn năng lượng vô tận mà con người chưa làm được, chưa có công nghệ nào có thể tạo ra phương tiện vượt qua tốc độ ánh sáng vì chúng ta chưa có cách đạt được sự đột phá. phương trình. Chỉ những hạt không có khối lượng mới có thể đạt tới tốc độ ánh sáng, chẳng hạn như photon, mà khối lượng của chúng chỉ có thể đạt tới tốc độ ánh sáng.

Mong rằng với những thông tin mà LabVIETCHEM chia sẻ trên đây, bạn đã hiểu thêm phần nào tốc độ ánh sáng. Để xem thêm nhiều bài viết hay và bổ ích, mời bạn truy cập trực tiếp website labvietchem.com.vn.

Hay nhin nhiêu hơn:

  • Trả lời câu hỏi vôi sống là gì và ứng dụng của nó trong thực tế
  • Vi sinh vật là gì? Phân loại và ứng dụng vi sinh vật trong thực tế

Hy vọng thông qua bài viết Tìm hiểu về vận tốc ánh sáng, tốc độ ánh sáng Cakhia TV trang web trực tiếp bóng đá miễn phí sẽ giúp ích được quý bạn đọc.

Related Posts

Cảm nhận về vẻ đẹp tâm hồn của nhân vật trữ tình trong bài thơ

Đề bài: Cảm nhận về vẻ đẹp tâm hồn của nhân vật trữ tình trong bài thơ Chiều tối Cảm nhận về vẻ đẹp tâm hồn của…

Câu chuyện về nhà học giả Naropa

Theo chân Tilopa, ngay cả đại học giả Naropa cũng phải trải qua muôn vàn khó khăn. Như chúng ta đã thấy trước đây, Naropa gặp Tilopa,…

Suboi là ai? Tiểu sử, sự nghiệp, đời tư nữ rapper tài năng

Nhắc đến nhạc rap Việt không thể không nhắc đến cái tên Suboi. Nổi lên từ thập niên đầu tiên của thế kỷ 21, Suboi mang đến…

integrated circuit là gì? Phân loại, cấu tạo và công dụng

Chắc hẳn bạn đã ít nhiều nghe đến thuật ngữ IC. Đây là từ viết tắt của cụm từ tiếng Anh Integrated circuit. Tuy nhiên không phải…

Kể hoặc đọc lại một câu chuyện (bài thơ, bài văn) về một vận động

1. Đồ sưu tầm: Hoàng Xuân Vinh (sinh ngày 6 tháng 10 năm 1974 tại Thành phố Sơn Tây, Hà Nội) là vận động viên bắn súng…

Quần jockstrap là gì? Chia sẻ những mẫu quần jockstrap đình đám

Quần jockstrap là một kiểu quần được thiết kế vô cùng độc đáo giúp nam giới trở nên sexy và quyến rũ hơn. Tuy nhiên kiểu quần…

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *