Tốc độ ánh sáng

Tốc độ ánh sáng trong chân không được xác định chính xác là 299 792 458 m / s (khoảng 186.282 dặm / giây). Giá trị cố định của tốc độ ánh sáng theo đơn vị SI là kết quả của thực tế rằng mét hiện được định nghĩa theo tốc độ ánh sáng. Tất cả các dạng bức xạ điện từ đều chuyển động với tốc độ chính xác như nhau trong chân không.

Các nhà vật lý khác nhau đã cố gắng đo tốc độ ánh sáng trong suốt lịch sử. Galileo đã cố gắng đo tốc độ ánh sáng vào thế kỷ XVII. Một thí nghiệm ban đầu để đo tốc độ ánh sáng được tiến hành bởi Ole Rømer, một nhà vật lý người Đan Mạch, vào năm 1676. Sử dụng kính thiên văn, Rømer đã quan sát chuyển động của Sao Mộc và một trong những mặt trăng của nó, Io. Nhận thấy sự khác biệt trong chu kỳ biểu kiến ​​của quỹ đạo Io, ông tính toán rằng ánh sáng mất khoảng 22 phút để đi qua đường kính của quỹ đạo Trái đất. Tuy nhiên, kích thước của nó vẫn chưa được biết đến vào thời điểm đó. Nếu Rømer đã biết đường kính quỹ đạo của Trái đất, anh ta sẽ tính được tốc độ 227 000 000 m / s.

Một phép đo khác chính xác hơn về tốc độ ánh sáng được Hippolyte Fizeau thực hiện ở Châu Âu vào năm 1849. Fizeau hướng một chùm ánh sáng vào một tấm gương cách đó vài km. Một bánh răng quay được đặt trên đường truyền của chùm sáng khi nó đi từ nguồn, đến gương và sau đó quay trở lại điểm gốc của nó. Fizeau nhận thấy rằng tại một tốc độ quay nhất định, chùm tia sẽ đi qua một khe hở trên bánh xe trên đường đi và khe hở tiếp theo trên đường quay trở lại. Biết khoảng cách đến gương, số răng trên bánh xe và tốc độ quay, Fizeau có thể tính được tốc độ ánh sáng là 313 000 000 m / s.

Léon Foucault đã thực hiện một thí nghiệm sử dụng gương quay để thu được giá trị 298 000 000 m / s [16] vào năm 1862. Albert A. Michelson đã tiến hành các thí nghiệm về tốc độ ánh sáng từ năm 1877 cho đến khi ông qua đời vào năm 1931. Ông đã cải tiến các phương pháp của Foucault vào năm 1926, sử dụng gương xoay cải tiến để đo thời gian cần ánh sáng để thực hiện một chuyến đi một vòng từ Núi Wilson đến Núi San Antonio ở California. Các phép đo chính xác mang lại tốc độ 299 796 000 m / s.

Vận tốc hiệu dụng của ánh sáng trong các chất trong suốt khác nhau có chứa vật chất thông thường, nhỏ hơn trong chân không. Ví dụ, tốc độ ánh sáng trong nước bằng 3/4 tốc độ trong chân không.

Hai nhóm nhà vật lý độc lập được cho là đã đưa ánh sáng đến một “sự bế tắc hoàn toàn” bằng cách truyền nó qua chất ngưng tụ Bose – Einstein của nguyên tố rubidi, một nhóm tại Đại học Harvard và Viện Khoa học Rowland ở Cambridge, Massachusetts và nhóm kia tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard – Smithsonian, cũng ở Cambridge. [18] Tuy nhiên, mô tả phổ biến về việc ánh sáng bị “dừng lại” trong các thí nghiệm này chỉ đề cập đến việc ánh sáng được lưu giữ trong trạng thái kích thích của nguyên tử, sau đó phát ra lại vào một thời điểm tùy ý sau đó, như được kích thích bởi một xung laze thứ hai. Trong thời gian nó “dừng lại” nó đã không còn sáng nữa.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Scroll to Top