Πώς kmow η ταχύτητα ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος σε ένα κενό;

Η ταχύτητα ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος σε ένα κενό είναι μια θεμελιώδης σταθερά της φύσης, γνωστή ως η ταχύτητα ταχύτητα του φωτός . Υποδηλώνεται από το γράμμα c και έχει αξία περίπου:

C =299,792,458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s)

Δείτε πώς γνωρίζουμε αυτήν την αξία:

1. Εξισώσεις του Maxwell: Οι εξισώσεις του ηλεκτρομαγνητισμού του James Clerk Maxwell προβλέπουν την ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και σχετίζονται με την ταχύτητά τους με τη διαπερατότητα (ε) και τη διαπερατότητα (μ₀) ελεύθερου χώρου:

c =1 / √ (ε, εμ)

2. Πειραματική επαλήθευση: Έχουν διεξαχθεί διάφορα πειράματα για τη μέτρηση της ταχύτητας του φωτός, ξεκινώντας από τις παρατηρήσεις του Ole Rømer για τα φεγγάρια του Δία τον 17ο αιώνα. Οι σύγχρονες μετρήσεις χρησιμοποιούν τεχνικές όπως η συμβολομετρία και τα ατομικά ρολόγια, επιτυγχάνοντας απίστευτη ακρίβεια.

3. Ορισμός του μετρητή: Το 1983, το Διεθνές Γραφείο Βαρών και Μέτρων (BIPM) επαναπροσδιόρισε τον μετρητή με βάση την ταχύτητα του φωτός. Ο μετρητής ορίζεται τώρα ως η απόσταση που διανύεται με φως σε κενό σε 1/299.792.458 του δευτερολέπτου. Αυτό καθιστά την ταχύτητα του φωτός μια σταθερή σταθερά, εξ ορισμού.

Ως εκ τούτου, η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι μια καλά εδραιωμένη και θεμελιώδης σταθερά, ένας ακρογωνιαίος λίθος της φυσικής και η κατανόησή μας για το σύμπαν.