| Descriere:
Lumina (şi toate celelalte forme de radiaţie electromagnetică) călătoresc în vid cu o viteză de circa 300.000 km/s, iar în aer ceva mai încet. Viteza luminii în vid reprezintă o constantă universală, notată cu c , şi, conform teoriei relativităţii, nimic nu poate fi mai rapid. Într-o secundă o rază de lumină ar putea înconjura de peste 7 ori Pământul pe la Ecuator, pe când călătoria ei de la Soare la Pământ, pe o distanţă de circa 150.000.000 km, durează cam 8 minute.
Viteza luminii în vid este la ora actuală determinată precis la valoarea de 299.792.458 m s-1 . Această valoare este folosită la aflarea unor distanţe lungi prin măsurarea timpului necesar unui puls de lumină să ajungă într-un loc şi să se întoarcă. Reprezintă de asemenea baza anului lumină (distanţa parcursă de lumină într-un an), o unitate folosită la măsurarea unor distanţe astronomice foarte mari. La o scară mai redusă, valoarea vitezei luminii permite o determinare foarte precisă a distanţelor iar metrul este definit la ora actuală ca lungimea drumului parcurs de lumină într-o fracţiune de 1/299.792.458 dintr-o secundă.
Importanţa progresului ştiinţific
Încercările de măsurare a vitezei luminii au avut un rol important în stabilirea unor teorii ştiinţifice din trei motive.
Sfârşitul Teoriei Corpusculare
Viteza luminii în aer şi apă a fost pentru prima dată măsurată la mijlocul secolului XIX de către fizicienii francezi Jean Foucault şi Armand Fizeau. Acest lucru a dus la o respingere a teoriei corpusculare a luminii propusă de Isaac Newton. Newton sugerase că un corp luminos emite un curent de particule care călătoresc în linie dreaptă prin eter (un mediu despre care se credea la acea vreme că ocupă întregul spaţiu). Dar faptul că lumina se deplasa mai încet în apă nu putea fi explicat decât prin teoria ondulatorie a luminii şi nu prin cea stabilită de Newton.
Originea electromagnetică a luminii
La mijlocul secolului XIX James Clerk Maxwell a demonstrat teoretic ca undele electromagnetice călătoresc cu o viteză egală cu cea a luminii, ceea ce l-a condus la concluzia că lumina este o parte a spectrului electromagnetic.
Rolul în relativitate
De mare importanţă este poate rolul vitezei luminii în teoria relativităţii a lui Albert Einstein. Aceasta stabileşte viteza luminii în vid ca cea mai mare viteză posibilă în natură şi spune că viteza luminii faţă de observatori diferiţi este aceeaşi. Viteza luminii, c, este o constantă absolută - constanta universală în ecuaţia stabilită de Einstein, E=mc2, care stabileşte că masa şi energia sunt echivalente.
Paradoxul constanţei vitezei luminii a creat o mare problemă pentru fizică, problemă pe care fizicianul american de origine germană, Albert Einstein, a rezolvat-o în cele din urmă în 1905. Einstein sugera că teoriile fizice nu ar trebui să depindă de starea de mişcare a observatorului. În schimb el spunea că viteza luminii trebuia să rămână constantă, şi restul fizicii trebuia să se schimbe pentru a respecta acest lucru. Această teorie specială a relativităţii a prezis multe consecinţe fizice neaşteptate, dintre care toate au fost de atunci observate în natură.
|
