Какова скорость света в воде?
Способ определения скорости света в движущейся прозрачной среде заключается в измерении скорости движения среды и коэффициента преломления света в ней. Скорость света в движущейся прозрачной среде определяют из выражения:
W=c(1-v/c)/
Скорость света в вакууме с=300000 км/с. Скорость света в воде u=с/n » 225 000 км/с, где n = 1,33 – коэффициент преломления воды.
Источник: http://radiy-tn.narod.ru/
Остальные ответы
Скорость света в воде — примерно на 25% меньше, чем в воздухе
Скорость света
Ско́рость све́та (в вакууме ), скорость распространения электромагнитных волн любых частот, предельная скорость распространения любых физических воздействий; одна из фундаментальных физических постоянных. Скорость света ( c c c ) инвариантна при переходе от одной системы отсчёта к другой.
В среде cкорость света ( c ′ c’ c ′ ) зависит от показателя преломления n n n среды, различного для разных частот ν излучения ( дисперсия света ) c ′ ( ν ) = c / n ( ν ) c'(ν)=c/n(ν) c ′ ( ν ) = c / n ( ν ) . Эта зависимость приводит к отличию групповой скорости от фазовой скорости , которые для вакуума совпадают. При экспериментальном определении скорости света всегда измеряют групповую скорость (т. н. скорость сигнала, скорость передачи энергии).
Впервые скорость света определил в 1675 г. О. Рёмер по измерению промежутков времени между затмениями спутников Юпитера . В 1728 г. скорость света измерил Дж. Брадлей на основе наблюдений аберрации звёзд. В 19 в. измерения скорости света проводили многие учёные ( опыт Майкельсона , опыт Физо , опыт Фуко ). Полученное А. Майкельсоном значение скорости света было в то время самым точным: c c c = 299796 ± 4 км/с. Эти измерения дополнительно подтвердили волновую теорию света. Выполненное Ж. Б. Л. Фуко в 1850 г. сравнение скорости света одной и той же частоты ν в воде и в воздухе показало, что скорость света в воде u = c / n ( ν ) u=c/n(ν) u = c / n ( ν ) соответствует предсказаниям волновой теории. Таким образом, была установлена связь оптики с теорией электромагнетизма: скорости света и электромагнитных волн совпали.
Современные определения скорости света на основе модернизированного метода Фуко с использованием лазера позволили повысить точность измерений и получить значение c c c = 299792,5 ± 0,1 км/с. Косвенные методы измерения скорости света, например определение скорости света как частного от деления независимо найденных длин волн λ λ λ и частот атомарных или молекулярных спектральных линий, дают ещё бóльшую точность. Так, в 1972 г. по цезиевому стандарту частоты была определена с точностью до 11-го знака частота излучения СН 4 \text_4 СН 4 -лазера, а по криптоновому стандарту частоты – его длина волны (около 3,39 мкм). В результате получено значение c c c = 299792456,2 ± 0,8 м/с. Международный комитет по численным данным для науки и техники (CODATA) в 1973 г. принял решение считать скорость света в вакууме c c c = 299792458 м/с. Эта величина действительна доныне.
Редакция физических наук
Опубликовано 16 августа 2022 г. в 14:09 (GMT+3). Последнее обновление 16 августа 2022 г. в 14:09 (GMT+3). Связаться с редакцией
Скорость света — как измерить, чему равна в вакууме, воздухе, воде
Ничто во Вселенной не может быть быстрее скорости света. Узнайте в этой статье, что представляет собой эта особая величина и как на самом деле можно измерить скорость света.
Скорость света c — это одна из самых важных фундаментальных констант в физике. Значение скорости света — 299 792 458 м / (с точностью до ±1,2 м/с) [1] (что примерно равно 300 000 километров в секунду). Это означает, что за одну секунду свет преодолевает расстояние в 300 000 километров. Например, если вы стоите на Луне и светите сильным источником света в сторону Земли, свет проходит 1,25 секунды, прежде чем его можно будет увидеть здесь.
На самом деле, это значение скорости является точным, поскольку, по международному соглашению, определение метра гласит, что один метр — это длина, которую свет проходит в вакууме за 1 / 299792458 секунд.
Заметим, однако, что это действительно только скорость света в вакууме. Если свет проходит через среду, даже если это всего лишь воздух, эта скорость уменьшается.
Помните! Скорость света c точно определена как 299 792 458 метров в секунду. Ничто не движется быстрее света.
Насколько велика скорость света?
Трудно представить, насколько велика скорость света. Лучше всего представить себе это в сравнении со скоростями, которые вам более знакомы. В следующей таблице рассмотрим, как быстро движутся другие вещи в нашей повседневной жизни по сравнению со скоростью света.
| Объект | Скорость в м/с (с округлением) |
| Человек | 1,5 |
| Гоночный автомобиль | 100 |
| Звуковые волны | 343 |
| Сверхзвуковой самолет | 400 |
| Скорость света | 300 000 000 |
Однако это скорость света в вакууме (например, в космическом пространстве). Если свет движется в среде, такой как воздух, его скорость иногда значительно уменьшается.
Скорость света — это максимальная скорость всей материи и информации. На обычных путях ничто не движется быстрее, чем скорость света в вакууме c. Это означает, что не только свет, но и все остальное подчиняется этому ограничению скорости. К ним относятся, например, электромагнитное излучение и гравитационные волны. Такие волны и частицы движутся со скоростью света, независимо от скорости и направления их источника. Это относится и к движущемуся объекту. Например, если поезд едет с включенными фарами, свет все равно будет двигаться со скоростью света, независимо от того, насколько быстро движется поезд. Частицы и материя, чья масса не равна нулю, могут приближаться к скорости света, но никогда не достигают ее.
Скорость света в различных средах
В прозрачных средах, таких как воздух или стекло, свет распространяется медленнее, чем скорость света в вакууме. То же самое относится и к электромагнитным волнам в проводниках. Они также движутся медленнее скорости света. Это отношение скорости света c к скорости в среде v называется показателем преломления n= c / v.
Скорость света в воздухе.
В воздухе этот показатель преломления для видимого света составляет 1,0003. Поэтому в воздухе свет проходит на около 90 километров в секунду медленнее, чем в вакууме, то есть c / 1,0003 ≈ 299910 км / с .
Скорость света в воде.
В воде коэффициент преломления составляет около 1,3 , поэтому скорость света снижается до 230 769 километров в секунду, то есть c / 1,3 ≈ 230 769 км / с .
Скорость света в стекле.
В стекле коэффициент преломления равен 1,5. Если вы рассчитаете это, как и раньше, то получите скорость около 200 000 километров в секунду, то есть c / 1,5 ≈ 200 000 км / с .
Измерение скорости света
Когда вы включаете дома свет, кажется, что свет сразу же заполняет комнату. Но если смотреть на него на очень больших расстояниях и с помощью более совершенных измерительных приборов, чем ваш невооруженный глаз, конечная скорость света становится очевидной.
Существует множество подобных экспериментов. Однако в одном интересном варианте в качестве мишени используется наша Луна.
Представьте, что вы поместили зеркало на поверхность Луны. Теперь вы используете лазер, чтобы направить свет с Земли на это зеркало, и ждете, сколько времени пройдет, пока вы увидите отраженный свет. Только примерно через 2,5 секунды вы увидите вспышку зеркала.
Так с какой скоростью v движется свет вашего лазера?
Вы можете рассчитать её. Луна находится на расстоянии 384 400 километров от Земли. Ваш лазерный свет должен преодолеть это расстояние дважды. Один раз, чтобы добраться от вашего местонахождения до Луны, а затем еще раз, чтобы вернуться от Луны обратно к вам. Лазеру требуется 2,5 секунды, чтобы преодолеть это расстояние.
v = расстояние / время = 2 * 384 400 км / 2,5 с = 307 520 км / с .
Это не совсем соответствует реальному значению около 300 000 километров в секунду, но очень близко. С помощью более точных измерительных приборов можно более точно определить скорость света.
Кстати, свету требуется еще больше времени, чтобы пройти путь от Солнца до Земли. Свету, излучаемому Солнцем, требуется в среднем 8 минут и 17 секунд, чтобы достичь нас на Земле.
Определение скорости света сыграло в науке очень важную роль. Была не только выяснена природа света, но и установлено, что никакое тело не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Это стало ясно после создания теории относительности.
[2]
Единицы измерения
Теперь вы увидели, что скорость указывается в метрах в секунду, а также в километрах в секунду или километрах в час. С помощью простых вычислений вы можете самостоятельно перевести значения в соответствующие единицы измерения.
Чтобы было легче вычислить, мы округлим и скажем, что скорость света составляет 300 000 000 метров в секунду (300 000 000 м/с).
Скорость света в км / с .
Пересчет в километры в секунду относительно прост. В одном километре 1000 метров. Вы знаете, что свет распространяется со скоростью 300 000 000 метров в секунду, тогда 300 000 000 м / 1000 = 300 000 км.
Это означает, что за одну секунду ваш свет распространяется на 300 000 километров.
Скорость света в км / ч .
Теперь вы знаете, какое расстояние проходит свет за одну секунду. Теперь вам просто нужно экстраполировать это на часы. В часе 60 минут. В одной минуте 60 секунд, тогда 60 * 60 с = 3600 с. Таким образом, в одном часе 3600 секунд.
В итоге получаем: ( 300 000 км * 3600 ) / ( 1 c * 3600 ) = 1 080 000 000 км / 3600 с = 1 080 000 000 км / ч.
Поэтому свет распространяется в вакууме со скоростью примерно 1 080 000 000 000 км/ч (километров в час).
Скорость света в электродинамике
Классическая физика описывает свет как тип электромагнитной волны. Кроме того, уравнения Максвелла описывают классическое поведение электромагнитных волн.
Законы Максвелла предскажут волны в пустоте со скоростью: c = 1 / ε0 * μ0 , где ε0 — электрическая постоянная и μ0 — магнитная постоянная.
В современной квантовой физике теория квантовой электродинамики (КЭД) описывает электромагнитное поле. В этом случае свет является фундаментальным возбуждением (также называемым квантом) электромагнитного поля. Это возбуждение принимает форму фотона. В рамках КЭД фотоны являются безмассовыми частицами. Поэтому, согласно специальной теории относительности, они движутся через вакуум со скоростью света.
Список использованных источников
- Википедия
- Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни/ Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 19-е изд. — М. : Просвещение, 2010. — 399 с.
- Касьянов В. А. Физика. 11 кл.: Учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2005.
Зная скорость света в вакууме вычислить скорость света в воде и стекле
Это очень просто: Абсолютный показатель преломления среды показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в данной среде: n = c/v. Здесь n — показатель преломления вещества, находим в таблице, c — скорость света в вакууме, равная 300 000 км/с = 3*10 ( в 8 ст.) м/с; v — скорость света в данной среде. Находим по таблицам. n1 = 1,33 у воды; n2 = 1, 5- для стекла. Стекло бывает разных сортов, показатель меняется в широких пределах: от 1,47 до 2,04. Я выбрал среднее значение, для обычного, не оптического стекла. А дальше — скорость распространения света в воде v1 = c/n1; v1 = 3*10 (в 8 ст) м/с /1,33 = 225 000 000 м/с = 225 000 км/с = 2,25 *10 (в 8 ст.) м/с. Скорость распространения света в стекле: v2= c/n2 v2= 3*10 (в 8 ст) м/с /1,5 = 2* 10 (в 8 ст.) м/с = 200 000 000 м/с = 200 000 км/с. Успеха Вам и «питерки»!
Новые вопросы в Физика
Два заряженных металлических шара приводятся в соприкосновение. Чему будет равен заряд каждого шара после соприкосновения если С1=6мкФ, С2=3мкФ, а пот … енциалы равны 200 В, и 150 В
Відносна вологість повітря в кімнаті 41%, а температура 291 К. Яку температуру показує вологий термометр психрометра?СРОЧНО.
Резистор, резистор которо-го R = 4,0 Ом, подключенный к источ-нику тока. Определите силу тока короткого замыкания тока источника, если сила тока в цеп … и I = 0,5 А, а ток источника ЭДС 2,4 В
Людина стрибає з човна на пристань. З якого човна навантаженого чи не навантаженого легше стрибати?
За допомогою лінзи з фокусною відстанню 10 см отримали пряме зменшене в 4 рази зображення предмета. На якій відстані від лінзи розташовано предмет?