Скорость электричества и скорость света

Что такое скорость света и как её измеряют?

Несмотря на то что в обычной жизни рассчитывать скорость света нам не приходится, многих эта величина интересует с детского возраста.

Наблюдая за молнией во время грозы, наверняка каждый ребенок пытался понять, с чем связана задержка между ее вспышкой и громовыми раскатами. Очевидно, что свет и звук имеют разную скорость. Почему так происходит? Что такое скорость света и каким образом ее можно измерить?

Что такое скорость света?

В науке скоростью света называют быстроту перемещения лучей в воздушном пространстве или вакууме. Свет – это электромагнитное излучение, которое воспринимает глаз человека. Он способен передвигаться в любой среде, что оказывает прямое влияние на его скорость.

Попытки измерить эту величину предпринимались с давних времен. Ученые античной эпохи полагали, что скорость света является бесконечной. Такое же мнение высказывали и физики XVI–XVII веков, хотя уже тогда некоторые исследователи, такие как Роберт Гук и Галилео Галлилей, допускали конечность солнечных лучей.

Тогда ученый определил примерное значение скорости, равное 220 тысячам метров в секунду. Более точно эту величину сумел вычислить британский астроном Джеймс Бредли, хотя и он слегка ошибся в расчетах.

В дальнейшем попытки рассчитать реальную скорость света предпринимали ученые из разных стран. Однако только в начале 1970-х годов с появлением лазеров и мазеров, имевших стабильную частоту излучения, исследователям удалось сделать точный расчет, а в 1983 году за основу было принято современное значение с корреляцией на относительную погрешность.

Что такое скорость света своими словами?

Если говорить простым языком, скорость света – это время, за которое солнечный луч преодолевает определенное расстояние. В качестве единицы времени принято использовать секунду, в качестве расстояния – метр. С точки зрения физики свет – это уникальное явление, имеющее в конкретной среде постоянную скорость.

Предположим, человек бежит со скоростью 25 км/час и пытается догнать автомобиль, который едет со скоростью 26 км/час. Выходит, что машина движется на 1 км/час быстрее бегуна. Со светом всё обстоит иначе. Независимо от быстроты передвижения автомобиля и человека, луч всегда будет передвигаться относительно них с неизменной скоростью.

Чему равна скорость света?

Скорость света во многом зависит от вещества, в котором распространяются лучи. В вакууме она имеет постоянное значение, а вот в прозрачной среде может иметь различные показатели.

В воздухе или воде ее величина всегда меньше, чем в вакууме. К примеру, в реках и океанах скорость света составляет порядка ¾ от скорости в космосе, а в воздухе при давлении в 1 атмосферу – на 2 % меньше, чем в вакууме.

Подобное явление объясняется поглощением лучей в прозрачном пространстве и их повторным излучением заряженными частицами. Эффект называют рефракцией и активно используют при изготовлении телескопов, биноклей и другой оптической техники.

Если рассматривать конкретные вещества, то в дистиллированной воде скорость света составляет 226 тысяч километров в секунду, в оптическом стекле – около 196 тысяч километров в секунду.

Чему равна скорость света в вакууме?

В вакууме скорость света в секунду имеет постоянное значение в 299 792 458 метров, то есть немногим больше 299 тысяч километров. В современном представлении она является предельной. Иными словами, никакая частица, никакое небесное тело не способны достичь той скорости, какую развивает свет в космическом пространстве.

Даже если предположить, что появится Супермен, который будет лететь с огромной скоростью, луч все равно будет убегать от него с большей быстротой.

Что быстрее скорости света?

Хотя скорость света является максимально достижимой в вакуумном пространстве, считается, что существуют объекты, которые движутся быстрее.

На такое способны, к примеру, солнечные зайчики, тень или фазы колебания в волнах, но с одной оговоркой – даже если они разовьют сверхскорость, энергия и информация будут передаваться в направлении, которое не совпадает направлением их движения.

Что касается прозрачной среды, то на Земле существуют объекты, которые вполне способны двигаться быстрее света. К примеру, если луч, проходящий через стекло, замедляет свою скорость, то электроны не ограничены в быстроте передвижения, поэтому при прохождении через стеклянные поверхности могут перемещаться быстрее света.

Такое явление называется эффект Вавилова – Черенкова и чаще всего наблюдается в ядерных реакторах или в глубинах океанов.

Источник: http://www.vseznaika.org/kosmos/chto-takoe-skorost-sveta-i-kak-eyo-izmeryayut/

Впр 2020 по физике 11 класс реальные задания и ответы для задания №1

Реальные задания и ответы для ВПР 2020 по физике 11 класс, которое пройдёт с 16 по 21 марта 2020 года, официальные ответы для задания №1 всероссийской проверочной работы по физике 11 класс.

Правильные ответы вы можете найти по заданию.

Прочитайте перечень понятий, с которыми Вы встречались в курсе физики:

1)теплопередача, электромагнитная индукция, изотермическое расширение газа, броуновское движение, интерференция света, электризация тел.

Тепловые явления: теплопередача, изотермическое расширение газа, броуновское движение

Электромагнитные явления: электромагнитная индукция, интерференция света, электризация тел

2)сантиметр, теплопроводность, герц, взаимодействие магнитов, градус Цельсия, электромагнитные колебания.

Физические явления: теплопроводность, взаимодействие магнитов, электромагнитные колебания

Единицы физических величин: сантиметр, герц, градус Цельсия

3)кипение жидкости, электризация тел, конвекция, самоиндукция, поляризация света, изохорное охлаждение.

Тепловые явления: кипение жидкости, конвекция, изохорное охлаждение

Электромагнитные явления: электризация тел, самоиндукция, поляризация света

4)альфа-распад, вебер, кристаллизация, джоуль, миллиграмм, преломление света.

Физические явления: Альфа-распад, кристаллизация, преломление света

Единицы физических величин: Вебер, джоуль, миллиграмм

5)плавление твёрдого тела, гравитационное взаимодействие, диффузия твёрдых тел, свободное падение тел, равновесие твёрдого тела, изобарное нагревание газа.

Тепловые явления: Плавление твёрдого тела, диффузия твёрдых тел, изобарное нагревание газа

Механические явления: Гравитационное взаимодействие, свободное падение тел, равновесие твёрдого тела,

6)индуктивность, тепловое движение, период колебаний, радиоактивность, дисперсия света, электрическое напряжение.

Физические явления: Тепловое движение, радиоактивность, дисперсия света

Физические явления: Индуктивность, период колебаний, электрическое напряжение

7)свободное падение тел, конденсация, упругая деформация, диффузия, гравитационное взаимодействие, теплопередача.

Тепловые явления: Конденсация, диффузия, теплопередача

Механические явления: Свободное падение тел, упругая деформация, гравитационное взаимодействие

8)момент силы, конденсация, громкость звука, дисперсия света, бета-распад, количество теплоты.

Физические явления: Конденсация, дисперсия света, бета-распад

Физические величины: Момент силы, громкость звука, количество теплоты

9)рентгеновские лучи, давление света, внутренняя энергия, инфракрасное излучение, магнитная индукция, видимый свет.

Виды электромагнитных излучений (виды электромагнитных волн): Рентгеновские лучи, инфракрасное излучение, видимый свет

Физические величины: Давление света, внутренняя энергия, магнитная индукция

10)плотность, диоптрия, электроёмкость, мощность, генри, паскаль.

Единицы физических величин: Диоптрия, генри, паскаль

Физические величины: Плотность, электроёмкость, мощность

11)электромагнитная индукция, идеальный газ, гравитационное взаимодействие, точечный электрический заряд, идеальный блок, испарение жидкости.

Физические модели: Идеальный газ, точечный электрический заряд, идеальный блок

Физические явления: Электромагнитная индукция, гравитационное взаимодействие, испарение жидкости

12)плотность жидкости, количество теплоты, весы, барометр-анероид, электрическая ёмкость, амперметр.

Физические величины: Плотность жидкости, количество теплоты, электрическая ёмкость

Физические приборы: Весы, барометр-анероид, амперметр

13)материальная точка, электромагнитные колебания, идеальный газ, точечный электрический заряд, поляризация света, свободное падение тел.

Физические модели: Материальная точка, идеальный газ, точечный электрический заряд

Физические явления: Электромагнитные колебания, поляризация света, свободное падение тел

14)магнитный поток, секундомер, спидометр, разность потенциалов, частота колебаний, электрометр.

Физические величины: Магнитный поток, разность потенциалов, частота колебаний

Физические приборы: Секундомер, спидометр, электрометр

15)молярная масса, протон, скорость света, нейтрон, фотон, период полураспада.

Элементарные частицы: Протон, нейтрон, фотон

Физические величины: Молярная масса, скорость света, период полураспада

16)градус Цельсия, ареометр, барометр-анероид, паскаль, вольтметр, герц.

Единицы физических величин: Градус Цельсия, паскаль, герц

Физические приборы: Ареометр, барометр-анероид, вольтметр

17)напряжение, атом, индуктивность, молекула, энергия, электрон.

Частицы вещества (частицы): Атом, молекула, электрон

Физические величины: Напряжение, индуктивность, энергия

18)ватт, динамометр, миллиньютон, манометр, дозиметр, литр.

Единицы физических величин: Ватт, миллиньютон, литр

Физические приборы (измерительные приборы):  Динамометр, манометр, дозиметр

19)радиоволны, удельная теплоёмкость, период полураспада, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, электроёмкость.

Виды электромагнитных излучений: радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовое излучение

Физические величины: удельная теплоёмкость, период полураспада, электроёмкость

20)энергия, ньютон, скорость, тесла, кулон, напряжение.

Единицы физических величин: Ньютон, тесла, кулон

Физические величины: Энергия, скорость, напряжение

21)конвекция, генри, паскаль, испарение, ионизация, ом

22)теплопередача, удельная теплоёмкость, интерференция, радиоактивность, скорость, количество вещества

23)поляризация света, вольтметр, фотоэффект, диффузия, динамометр, термометр

Измерительные приборы: вольтметр, динамометр, термометр

Физические явления: поляризация света, фотоэффект, диффузия

24)резонанс, фотоэффект, потенциал, напряжённость электрического поля, излучение, работа выхода

Физические величины: потенциал, напряженность электрического поля, работа выхода

Физические явления: резонанс, фотоэффект, излучение

25)барометр-анероид, электрометр, километр, килоньютон, фарад, дозиметр

Измерительные приборы: барометр-анероид, электрометр, дозиметр

Единицы физических величин: километр, килоньютон, фарад

26)абсолютная температура, магнитный поток, литр, кулон, период колебаний, вольт

Физические величины: абсолютная температура, магнитный поток, период колебаний

Единицы физических величин: литр, кулон, вольт

27)ареометр, плотность, электрическая ёмкость, манометр, электрометр, магнитный поток

28)электромагнитная индукция, вектор магнитной индукции, индуктивность, самоиндукция, объём, диффузия

29)масса, плавление, альфа-распад, индуктивность, самоиндукция, относительная влажность воздуха

30)сила тока, ньютон, сантиметр, частота колебаний, паскаль, объём

Физические величины: сила тока, частота колебаний, объём

Единицы физических величин: ньютон, сантиметр, паскаль

31)сила тока, потенциальная энергия, весы, магнитный поток, дозиметр, динамометр

Физические величины: сила тока, потенциальная энергия, магнитный поток

Измерительные приборы: весы, дозиметр, динамометр

32)относительная влажность воздуха, барометр-анероид, гигрометр, внутренняя энергия, фаза колебаний, мензурка

33)электризация, интерференция, психрометр, вольтметр, диффузия, линейка

34)испарение, кинетическая энергия, момент силы, дифракция, бета-распад, ускорение

Физические величины: кинетическая энергия, момент силы, ускорение

Физические явления: испарение, дифракция, бета-распад

35)самоиндукция, ом, джоуль, электризация, фотоэффект, вебер

Физические явления: самоиндукция, электризация, фотоэффект

Единицы физических величин: ом, джоуль, вебер

36)длина волны, магнитный поток, рулетка, давление, омметр, ареометр

Физические величины: длина волны, магнитный поток, давление

Измерительные приборы: рулетка, омметр, ареометр

37)метр, омметр, амперметр, секундомер, секунда, фарад

Единицы физических величин: метр, секунда, фарад

Измерительные приборы: омметр, амперметр, секундомер

38)скорость света, преломление света, резонанс, индуктивность, электромагнитная индукция, температура

Физические величины: скорость света, индуктивность, температура

Физические явления: преломление света, резонанс, электромагнитная индукция

39)генри, кипение, интерференция, кулон, литр, инерция

Единицы физических величин: генри, кулон, литр

Физические явления: кипение, интерференция, инерция

40)инерция, электрическое напряжение, момент силы, излучение света, работа, кристаллизация

Физические явления: Инерция, излучение света, кристаллизация

Физические величины: Электрическое напряжение, момент силы, работа

41)конвекция, градус Цельсия, ом, фотоэффект, дисперсия света, сантиметр

Физические явления: Конвекция, фотоэффект, дисперсия света

Единицы физических величин: Градус Цельсия, ом, сантиметр

42)бета-распад, период колебаний, удельная теплоёмкость, теплопроводность, импульс тела, тепловое движение

Физические величины: Период колебаний, импульс тела, удельная теплоемкость

Физические явления: Бета-распад, теплопроводность, тепловое движение

43)манометр, плотность, электроёмкость, линейка, амперметр, напряжение

Измерительные приборы: Амперметр, манометр, линейка

Физические величины: Плотность, напряжение, электроемкость

44)количество теплоты, ампер, громкость звука, миллиметр, напряжение, джоуль

Физические величины: Напряжение, количество теплоты, громкость звука

Единицы физических величин: Миллиметр, ампер, джоуль

45)вольтметр, литр, весы, ватт, градус Цельсия, спидометр

Единицы физических величин: Литр, ватт, градус Цельсия

Измерительные приборы: Весы, вольтметр, спидометр

46)радиоактивность, отражение света, сила трения, кинетическая энергия, гравитационное взаимодействие, влажность воздуха

47)влажность воздуха, вольтметр, температура, барометр, скорость, мензурка

ВПР 2020 физика 11 класс реальное задание №3 с ответами

Источник: https://100balnik.com/%D0%B2%D0%BF%D1%80-2020-%D0%BF%D0%BE-%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B5-11-%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81-%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%B7%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F/

Почему ток в розетке и проводах не бежит со скоростью света? Или все-таки..

Любой человек, разбирающийся в физике, скажет, что скорость движения электрического тока равна скорости света и составляет 300 тысяч километров в секунду. С одной стороны он прав на 100%, но есть нюансы.

Со светом все просто и прозрачно: скорость полета фотона равна скорости распространения светового луча. С электронами сложнее. Электрический ток сильно отличается от видимого излучения.

Почему считается, что скорость полета фотонов в вакууме и скорость электронов в проводнике одинакова? Утверждение основано на фактических результатах. В 1888 году немецкий ученый Генрих Герц экспериментально установил, что электромагнитная волна распространяется в вакууме так же быстро как свет. Но можно ли говорить, что электроны в проводнике летят со скоростью света? Надо разобраться с природой электричества.

Что такое электрический ток?

Из школьного курса физики известно, что электричество – это поток электронов, упорядоченно перемещающихся в проводнике. Пока источника электричества нет, электроны движутся в проводнике хаотически, в разных направлениях. Если суммировать траектории всех заряженных частиц, получится ноль. Поэтому кусок металла не бьет током.

Если металлический предмет подсоединить к электрической цепи, все электроны в нем выстроятся в цепочку и потекут от одного полюса к другому. Насколько быстро произойдет упорядочение? Со скоростью света в вакууме. Но это не означает, что электроны полетели от одного полюса к другому также стремительно. Это заблуждение. Просто люди настолько привыкли к утверждению, что электричество распространяется так же быстро как свет, что не особо задумываются над деталями.

Популярные заблуждения о скорости света

Еще одним примером такого поверхностного восприятия можно назвать понятие о природе молнии. Многие ли задумываются, какие физические процессы происходят во время грозы? Какова, например, скорость молнии? Можно ли без приборов узнать, на какой высоте бушуют грозовые разряды? Разберемся со всем этим по порядку.

Кто-то может сказать, что молния бьет со скоростью света, и будет не прав. Настолько быстро распространяется вспышка, вызванная гигантским электрическим разрядом в атмосфере, но сама молния гораздо медленнее. Грозовой разряд – это не удар луча света наподобие лазера, хотя визуально похоже. Это сложная структура в насыщенной электричеством атмосфере.

Ступенчатый лидер или главный канал молнии формируется в несколько этапов. Каждая ступень в десятки метров образуется со скоростью около 100 км/сек вдоль разрядных нитей из ионизированных частиц. Направление меняется на каждом этапе, поэтому молния имеет вид извилистой линии. 100 километров в секунду – это быстро, но до скорости электромагнитной волны очень далеко. В три тысячи раз.

Что быстрее: молния или гром?

Этот детский вопрос имеет простой ответ – молния. Из того же школьного курса физики известно, что скорость звука в воздухе равна примерно 331 м/сек. Почти в миллион раз медленнее электромагнитной волны. Зная это, легко понять, как высчитать расстояние до молнии.

Свет вспышки доходит до нас в момент разряда, а звук летит дольше. Достаточно засечь промежуток времени между вспышкой и громом. Теперь просто считаем, насколько далеко от нас ударила молния, по простой формуле:

L =T × 331

Например, гром прогремел через 7.2 секунды после вспышки. 331 × 7.2 = 2383. Получается, что молния ударила на высоте 2 километра 383 метра.

Скорость электромагнитной волны – это не скорость тока

Теперь будем более внимательны к цифрам и терминам. На примере молнии убедились, что маленькое неверное допущение может привести к большим промахам. Точно известно, что скорость распространения электромагнитной волны равна 300 000 километров в секунду. Однако это не означает, что электроны в проводнике перемещаются с такой же скоростью.

Представим, что две команды соревнуются, кто быстрее доставит мяч с одного края поля на другой. Обязательное условие – каждый член команды сделает несколько шагов с мячом в руках. В одной команде пять человек, а в другой – один. Пятеро, выстроившись в цепочку, сыграют в пас, сделав каждый несколько шагов в направлении от старта к финишу. Одиночке придется бежать всю дистанцию. Очевидно, что победят пятеро, потому что мяч летит быстрее, чем человек бегает.

Так же и с электричеством. Электроны «бегают» медленно (собственная скорость элементарных частиц в направленном потоке исчисляется миллиметрами в секунду), но передают друг другу «мячик» заряда очень быстро. При отсутствии разности потенциалов на разноименных концах проводника все электроны движутся хаотично. Это тепловое движение, присутствующее в каждом веществе.

Если бы электроны двигались в проводах со скоростью света

Представим, что скорость электронов в проводнике все-таки близка к световой. В этом случае современная энергетика была бы невозможна в привычном для нас виде. Если бы электроны двигались по проводам, пролетая 300 000 километров в секунду, пришлось бы решать очень сложные технические задачи.

Самая очевидная проблема: на такой скорости электроны не смогут следовать за поворотами проводов. Разогнавшись на прямом участке, заряженные частицы будут вылетать по касательной как не вписавшиеся в вираж автомобили. Чтобы удержать летящие на космических скоростях электроны внутри энергетических магистралей, придется снабжать провода электромагнитными ловушками. Каждый участок проводки станет похожим на фрагмент адронного коллайдера.

К счастью элементарные частицы предвигаются гораздо медленнее и для передачи энергии на дальние расстояния вполне пригодны неизолированные алюминиевые провода для ЛЭП

Надеемся, что ознакомившись с этим обзором, вы нашли ответ на вопрос почему ток не бежит по кабелям со скоростью света и вспомнили кое-что из школьного курса физики, а это, согласитесь, крайне полезно в любом возрасте.

Источник: https://elektrika-ok.ru/elektrooborudovanie/o-produkcii/pochemu-tok-v-rozetke-i-provodah-ne-bezhit-so-skorostyu-sveta

Что такое скорость света, чему она равна и как её измеряют? Фото, видео

Что такое скорость света и как её измеряют?

О существовании такого понятия как «скорость света» многие знают еще с раннего детства. Большому количество людей известно, что свет движется очень быстро. Но не все знают подробно о явлении.

Многие обращали внимание на то, что во время грозы существует задержка между вспышкой молнии и звуком грома. Вспышка, как правило, доходит до нас быстрее. Это значит, что она имеет большую быстроту, чем звук. С чем это связано? Что такое скорость света и как её измеряют?

Самое точное значение скорости света

Ученые-физики за многие года накопили опыт исследований скорости световых лучей. На текущий момент самое точное значение скорости света — 299 792 километра в секунду. Константу установили в 1933 году. Число актуально до сих пор.

Однако в дальнейшем появились сложности с определением показателя. Это произошло из-за погрешностей в измерении метра. Сейчас само значение метра напрямую зависит от скорости света. Оно равняется расстоянию, которое лучи проходят за определенное количество секунд — 1/скорость света.

Как измеряли скорость света?

Самые первые ученые пытались измерить эту величину. Использовались разные методы. В период античности, люди науки считали, что она бесконечная, поэтому невозможно ее измерить. Это мнение осталось надолго, вплоть до 16-17 века. В те времена появились другие ученые, которые предположили, что луч имеет конец, а скорость можно измерить.

Измерение скорости света

Известный астроном из Дании Олаф Рёмер вывел знания о скорости света на новый уровень. Он заметил, что затмение спутника Юпитера опаздывает. Ранее на это никто не обращал внимание. Следовательно, он решил посчитать скорость.

Он выдвинул приблизительную скорость, которая была равна около 220 тысячам километров в секунду. Позже за исследования взялся ученый из Англии Джеймс Брэдли. Он хоть и не был прав полностью, но слегка приблизился к текущим результатам исследований.

Через некоторое время большинство ученых заинтересовались этой величиной. В исследованиях принимали участие люди науки из разных стран. Однако до 70-х годов 20 века каких либо грандиозных открытий не было. С 1970-х, когда придумали лазеры и мазеры (квантовые генераторы), ученые провели исследования и получили точную скорость. Текущее значение актуально с 1983 года. Исправляли лишь небольшие погрешности.

Опыт Галилея

Ученый из Италии удивил всех исследователей тех годов простотой и гениальностью своего опыта. Ему удалось провести измерение скорости света с помощью обычных инструментов, которые находились у него под рукой.

Он и его помощник взобрались на соседние холмы, предварительно рассчитав расстояние между ними. Они взяли зажженные фонари, оборудовали их заслонками, которые открывают и закрывают огни. Поочередно, открывая и закрывая свет, они пытались рассчитать скорость света. Галилео и помощник заранее знали, с какой задержкой будут открывать и закрывать свет. Когда один открыл, то же делает и другой.

Однако эксперимент был провальным. Чтобы все получилось, ученым пришлось бы стоять на расстоянии в миллионы километров друг от друга.

Как измеряли скорость света?

Опыт Рёмера и Брэдли

Об этом исследовании уже было кратко написано выше. Это один из самых прогрессивных опытов того времени. Рёмер использовал знания в астрономии для измерения скорости передвижения лучей. Происходило это в 76 году 17 века.

Исследователь наблюдал за Ио (спутником Юпитера) через телескоп. Он обнаружил следующую закономерность: чем больше наша планета удаляется от Юпитера, тем большая задержка в затмении Ио. Самая большая задержка составляла 21-22 минуты.

Предположив, что спутник отдаляется на расстояние равное длине диаметра орбиты, ученый разделил расстояние на время. В результате он получил 214 тысячи километров в секунду. Хоть это исследование считается очень примерным, потому что расстояние было примерным, он приблизился к текущему показателю.

Интересно:

Почему электризуются волосы? Объяснение, фото и видео

В 18-м веке Джеймс Брэдли дополнил исследование. Для этого он использовал аберрацию — изменение положение космического тела из-за движения Земли вокруг солнца. Джеймс измерил угол аберрации, и, зная скорость движения нашей планеты, он получил значение в 301 тысячу километров в секунду.

Опыт Физо

Исследователи и обычные люди отнеслись скептически к опыту Рёмера и Джеймса Брэдли. Несмотря на это, результаты были самыми близкими к истине и актуальными на протяжении более века. В 19 столетии Арман Физо — ученый из столицы Франции, Парижа, внес вклад в измерение этой величины. Он использовал способ вращающегося затвора. Также, как и Галилео Галилей со своим помошником, Физо не наблюдал за небесными телами, а исследовал в лабораторных условиях.

Опыт Физо

Принцип опыта прост. Луч света был направлен на зеркало. Отражаясь от него, свет проходил через зубцы колеса. Затем попадал на еще одну отражающую поверхность, которая была расположена на расстоянии в 8.6 км. Колесо вращали, увеличивая скорость, пока луч не будет видно в следующем зазоре. После подсчетов, ученый получил результат 313 тыс. км/сек.

Позже исследование повторил французский физик и астроном Леон Фуко, получив результат 298 тыс. км/сек. Самый точный результат на то время. Позже измерения проводились при помощи лазеров и мазеров.

Возможна ли сверхсветовая скорость?

Существуют объекты быстрее скорости света. Например, солнечные зайчики, тень, колебания волн. Хотя теоретически они могут развить сверхсветовую скорость, энергия, которую они выделяют не будет совпадать с вектором их движения.

Если световой луч проходит, к примеру, через стекло или воду, то его могут обогнать электроны. Они не ограничены в скорости передвижения. Следовательно, в таких условиях свет не движется быстрее всех.

Этот феномен назван эффектом Вавилова — Черенкова. Чаще всего встречается в глубоких водоемах и реакторах.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://kipmu.ru/skorost-sveta/

Как измеряли скорость света и каково ее реальное значение

Еще задолго до того, как ученые измерили скорость света, им пришлось изрядно потрудиться над определением самого понятия «свет». Одним из первых над этим задумался Аристотель, который считал свет некой подвижной субстанцией, распространяющейся в пространстве. Его древнеримский коллега и последователь Лукреций Кар настаивал на атомарной структуре света.

К XVII веку сформировались две основные теории природы света – корпускулярная и волновая. К приверженцам первой относился Ньютон. По его мнению, все источники света излучают мельчайшие частицы. В процессе «полета» они образуют светящиеся линии – лучи. Его оппонент, голландский ученый Христиан Гюйгенс настаивал на том, что свет – это разновидность волнового движения.

В результате многовековых споров ученые пришли к консенсусу: обе теории имеют право на жизнь, а свет – это видимый глазу спектр электромагнитных волн.

Немного истории. Как измеряли скорость света

Большинство ученых древности были убеждены в том, что скорость света бесконечна. Однако результаты исследований Галилея и Гука допускали ее предельность, что наглядно было подтверждено в XVII веке выдающимся датским астрономом и математиком Олафом Ремером.

Свои первые измерения он произвел, наблюдая за затмениями Ио – спутника Юпитера в тот момент, когда Юпитер и Земля располагались с противоположных сторон относительно Солнца. Ремер зафиксировал, что по мере отдаления Земли от Юпитера на расстояние, равное диаметру орбиты Земли, изменялось время запаздывания. Максимальное значение составило 22 минуты. В результате расчетов он получил скорость 220000 км/сек.

Через 50 лет в 1728 году, благодаря открытию аберрации, английской астроном Дж. Брэдли «уточнил» этот показатель до 308000 км/сек. Позже скорость света измерили французские астрофизики Франсуа Арго и Леон Фуко, получив на «выходе» 298000 км/сек. Еще более точную методику измерения предложил создатель интерферометра, известный американский физик Альберт Майкельсон.

Опыт Майкельсона по определению скорости света

Опыты продолжались с 1924 по 1927 год и состояли из 5 серий наблюдений. Суть эксперимента заключалась в следующем. На горе Вильсон в окрестностях Лос-Анжелеса были установлены источник света, зеркало и вращающаяся восьмигранная призма, а через 35 км на горе Сан-Антонио – отражающее зеркало. Вначале свет через линзу и щель попадал на вращающуюся с помощью высокоскоростного ротора (со скоростью 528 об/сек.) призму.

Участники опытов могли регулировать частоту вращения таким образом, чтобы изображение источника света было четко видно в окуляре. Поскольку расстояние между вершинами и частота вращения были известны, Майкельсон определил величину скорости света – 299796 км/сек.

Окончательно со скоростью света ученые определились во второй половине XX века, когда были созданы мазеры и лазеры, отличающиеся высочайшей стабильностью частоты излучения. К началу 70-х погрешность в измерениях снизилась до 1 км/сек. В результате по рекомендации XV Генеральной конференции по мерам и весам, состоявшейся в 1975 году, было решено считать, что скоростью света в вакууме отныне равна 299792,458 км/сек.

Достижима ли для нас скорость света?

Очевидно, что освоение дальних уголков Вселенной немыслимо без космических кораблей, летящих с огромной скоростью. Желательно со скоростью света. Но возможно ли такое?

Барьер скорости света – одно из следствий теории относительности. Как известно, увеличение скорости требует увеличения энергии. Скорость света потребует практически бесконечной энергии.

Увы, но законы физики категорически против этого. При скорости космического корабля в 300000 км/сек летящие навстречу ему частицы, к примеру, атомы водорода превращаются в смертельный источник мощнейшего излучения, равного 10000 зивертов/сек. Это примерно то же самое, что оказаться внутри Большого адронного коллайдера.

По мнению ученых Университета Джона Хопкинса, пока в природе не существует адекватной защиты от столь чудовищной космической радиации. Довершит разрушение корабля эрозия от воздействия межзвездной пыли.

Так что в ближайшем будущем человечеству придется ограничить свои скоростные «аппетиты» 10 % от скорости света. Это означает, что до ближайшей к Земле звезды – Проксимы Центавра (4,22 св. лет) придется лететь примерно 40 лет.

Источник: https://www.techcult.ru/science/5102-kakova-realnaya-skorost-sveta-i-mozhno-li-ee-preodolet

Чему равна скорость тока в проводе?

Чему равна скорость тока в проводнике? Банальный если не риторический вопрос, не правда ли? Все мы в школе учили физику и хорошо помним, что скорость электрического тока в проводнике равна скорости распространения фронта электромагнитной волны, то есть равна скорости света. Но ведь на тех же уроках физики, нам показывали и кучу интересных опытов, где мы могли сами во всем убедиться. Вспомним хотя бы замечательные опыты с электрофорной машиной, эбонитом, постоянными магнитами и т.д.

А вот опыты по измерению скорости электрического тока не показывали даже в университете, ссылаясь на отсутствие необходимого оборудования и сложность данных экспериментов.

За последние несколько десятков лет прикладная наука сделала огромный рывок вперед и сейчас у многих любителей есть дома та аппаратура, о которой несколько десятков лет назад не мечтали даже научные лаборатории.

А потому пришла пора начинать показывать и опыт по измерению скорости электрического тока, что бы вопрос был закрыт раз и навсегда в лучших традициях физики. То есть не на уровне математики гипотез и постулатов, а на уровне простых и понятных каждому экспериментов и опытов.

Суть эксперимента по измерению скорости электрического тока проста до безобразия. Возьмем провод, определенной длинны, в нашем случае 40 метров, подключим к нему генератор сигналов высокой частоты и двухлучевой осциллограф один луч соответственно к началу провода, а другой к его концу. Вот и все. Время, за которое электрический ток пройдет по проводу длиной 40 метров составляет около 160 наносекунд. Сдвиг именно на это время мы и должны увидеть на осциллографе между двумя лучами. Посмотрим теперь, что же мы видим на практике

То есть как мы увидели, никакой задержки в 160 наносекунд в нашем случае нет. И именно в нашем случае мы не смогли измерить скорость электрического тока, т.к. она оказалась на несколько порядков больше и не поддается измерению такими приборами. Может быть, у нас провода были сврхнанотехнологичные, или наш электрический ток просто не знал, что он обязан задержаться на 160 наносекунд в проводе? Но что есть, то есть.…

В силу того, что эксперимент был проведен всего один, какие либо выводы делать рано.
Мы надеемся, что и Вам захочется повторить данный опыт и поделиться с нами его результами. С нетерпением ждем Ваших видеоотчетов.

Источник

Почему ток в розетке и проводах не бежит со скоростью света? Или все-таки…

Любой человек, разбирающийся в физике, скажет, что скорость движения электрического тока равна скорости света и составляет 300 тысяч километров в секунду. С одной стороны он прав на 100%, но есть нюансы.

Со светом все просто и прозрачно: скорость полета фотона равна скорости распространения светового луча. С электронами сложнее. Электрический ток сильно отличается от видимого излучения.

Почему считается, что скорость полета фотонов в вакууме и скорость электронов в проводнике одинакова? Утверждение основано на фактических результатах. В 1888 году немецкий ученый Генрих Герц экспериментально установил, что электромагнитная волна распространяется в вакууме так же быстро как свет. Но можно ли говорить, что электроны в проводнике летят со скоростью света? Надо разобраться с природой электричества.