Brzina svjetlosti – razlika između verzija
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
m Fix |
dopuna |
||
Red 1:
[[Datoteka:Sun to Earth.JPG|mini|300px|right|[[Sunčeva svjetlost|Sunčevoj svjetlosti]] je potrebno 8 [[minuta]] i 19 [[sekunda|sekundi]] da bi stigla do [[Zemlja|Zemlje]] (udaljenost od 150 milijuna [[kilometar]]a)]]
'''Brzina svjetlosti''' je najveća moguća [[brzina]] koja u [[vakuum]]u iznosi 299.792.458 [[metar u sekundi|metara u sekundi]].
:<math> c \,=\, 299.792.458\ \,m/s\,</math>
U nekom drugom mediju (plinu, tekućini ili svjetlopropusnoj krutini - staklo) brzina svjetlosti je manja od brzine u vakuumu. Brzina svjetlosti jedan je od važnijih [[Fizika|fizikalnih]] pojmova [[Teorija relativnosti|Teorije relativnosti]].▼
▲U
== Povijest ==
Prije prvih znanstvenih pokušaja mjerenja brzine svjetlosti, najveće rasprave su se vodile oko toga putuje li svijetlost konačnom brzinom, ili se širi prostorom trenutačno (beskonačno brzo).
=== Rømerov pokušaj mjerenja ===
[[File:Illustration from 1676 article on Ole Rømer's measurement of the speed of light.jpg|mini|right|180px|Skica [[Ole Rømer|Rømerove]] metode za određivanje brzine svjetlosti na osnovu kašnjenja zalaska Jupiterova mjeseca [[Io (mjesec)|Ioa]]]]
[[Danska|Danski]] [[astronom]] [[Ole Rømer]] je 1675. ustanovio da trenuci opažanja [[okultacija]] (kad se [[nebesko tijelo]], gledano sa [[Zemlja|Zemlje]], skriva iza drugog) [[Jupiter]]ovih satelita (primjer je [[Ija (mjesec)|Io]]) ovise o brzini širenja svjetlosti. Do tada se smatralo da se [[svjetlost]] prenosi s beskonačnom [[brzina|brzinom]]. Kada se Zemlja nalazi u položaju 1. (vidi sliku dolje), promatrač nalazi da do okultacija dolazi u jednakim vremenskim razmacima, tada se Zemlja niti približava niti udaljava od Jupitera. U položaju 2. Zemlja se udaljava od Jupitera, a promatrač nalazi da trenuci okultacije kasne. Razlog je u tome što je svjetlosti potrebno dodatno vrijeme da prevali povećanu [[udaljenost]] do Zemlje. Zamislimo da smo najprije promatrali okultacije u položaju 1., te da smo se premjestili zajedno sa Zemljom u položaj 3., a da putem nismo promatrali okultacije! Znajući u kojim su se razmacima vremena okultacije pojavljivale u položaju 1., predvidjeli bismo vrijeme okultacije kada se nađemo u položaju 3. No do nje ne bi dolazilo još toliko vremena koliko je svjetlosti potrebno da prevali udaljenost od položaja Zemlje 1. do položaja Zemlje 3, a to je duljina 2''a''. Rømer je izmjerio da ukupno kašnjenje iznosi oko ''t'' = 1 000 [[sekunda|sekundi]]. Za brzinu svjetlosti izlazi: <ref> [[Vladis Vujnović]] : "Astronomija", Školska knjiga, 1989. </ref>
:<math> c = \frac{2a}{t} \!</math>
gdje je: ''c'' – brzina svjetlosti, ''a'' – udaljenost [[Zemlja|Zemlje]] od [[Sunce|Sunca]], ''t'' – vrijeme kašnjenja [[svjetlost]]i.
[[Znamenka|Brojčana vrijednost]] brzine svjetlosti izravno ovisi o točnosti s kojom je poznata srednja udaljenost do Sunca (u ono vrijeme poznata kao 140 milijuna [[kilometar]]a). Zapazimo da omjer brzine svjetlosti i brzine Zemlje ne ovisi o srednjoj udaljenosti do Sunca. Naime, kako je brzina gibanja Zemlje po stazi jednaka ''v = 2aπ / Z'', gdje je ''Z'' siderička godina, to je:
:<math> \frac{c}{v} \,=\, \frac{Z}{t\cdot\pi} \!</math>
gdje je: ''c'' – brzina svjetlosti, ''v'' = brzina gibanja Zemlje, ''a'' – udaljenost Zemlje od Sunca, ''Z'' - siderička godina Zemlje, ''π'' = 3.14, ''t'' – vrijeme kašnjenja svjetlosti.
Rømer je vršio [[mjerenje|mjerenja]] oko 8 godina i omjer ''c : v'' je izašao oko 7600. Današnje vrijednosti su 299 792 [[Metar u sekundi|km/s]] : 29.8 km/s ≈ 10,100. Ustvari Rømer nije napravio nikakav proračun i nije procijenio brzinu svjetlosti. Na osnovu njegovih mjerenja to je obavio [[Christiaan Huygens]] i on je dobio za oko 25% manju vrijednost nego što su današnja mjerenja. Značajno je da je Rømer dokazao da je '''brzina svjetlosti konačna'''. Njegovi rezultati nisu u početku prihvaćeni sve dok [[James Bradley]] 1727. nije otkrio [[aberacija svjetlosti|aberaciju svjetlosti]]. 1809. francuski [[astronom]] Jean Baptiste Joseph Delambre je ponovio Rømerova mjerenja, koja su tada obavljena s mnogo točnijim mjernim instrumentima i dobio za brzinu svjetlosti oko 300 000 km/s. On je ustvari izmjerio da svjetlost putuje sa Sunca do Zemlje 8 minuta i 12 sekundi (stvarna vrijednost je 8 minuta i 19 sekundi).
=== Mjerenja na Zemlji ===
Glavni problem s prvim zemaljskim mjerenjima (terestičkim) je bio što su znanstvenici u eksperimentima mogli proučavati rasprostiranje svjetlosti na relativno malim udaljenostima.
Prvi važniji pokušaj je proveo [[Armand Fizeau]] pomoću uređaja s rotirajućim [[zupčanik]]om kroz čije zupce je propuštao svjetlost. Mjerenjima je dobio vrijednost od oko 313.300 km/s.
Američki fizičar, [[Albert Abraham Michelson|Michelson]] je za svoja mjerenja svjetlosti u razdoblju od 1880. do 1920. primio [[Nobelova nagrada|Nobelovu nagradu]] [[Nobelova nagrada za fiziku|za fiziku]]. Koristio se osmostraničnim rotirajućim zrcalom i izvorom svjetlosti udaljenim oko 35 km. Svojim mjerenjima je dobio vrijednost od oko 300.000 km/s.
Poslije je s kolegom [[Edward Morley|Edwardom Morleyem]] proveo čuveni [[Michelson-Morleyev eksperiment]], u kojem su dokazali da brzina svjetlosti ne ovisi o izvoru niti o brzini kretanja izvora.
'''Suvremena mjerenja''' su utvrdila brzinu svjetlosti na točno 299.792.458 m/s.
== Izvori ==
{{izvori}}
| |||