Chắc hẳn bạn đã nghe nói nhiều về vận tốc ánh sáng khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Đây là hằng số vật lý cơ bản đối với con người và cần thiết cho nhiều khía cạnh khác của sự tồn tại và phát minh của con người. Vậy, bạn có biết tốc độ của ánh sáng được truyền đi nhanh như thế nào không? Nó đóng vai trò như thế nào trong khoa học? Hãy tìm hiểu thêm bằng cách đọc bài viết này.
Khái niệm cơ bản về vận tốc ánh sáng
Nói một cách tổng quát, bức xạ điện từ lan truyền với vận tốc độ ánh sáng trong chân không. Hằng số vật lý cơ bản này có ý nghĩa trong nhiều ngành vật lý, được kí hiệu là c.
Nguồn gốc tốc độ của ánh sáng
Các nhà khoa học phải trải qua một số quy trình, thí nghiệm và dự án nghiên cứu để xác định chính xác vận tốc ánh sáng và đã có một số thành tựu nhất định:
- Ole Roemer, một nhà thiên văn học người Đan Mạch, đã thực hiện một thí nghiệm vào năm 1676 và báo cáo kết quả là 309.000 km / s (con số này khá gần với tốc độ thực tế). Ông đưa ra kết luận này bằng cách xem mặt trăng của Sao Mộc.
- Các nhà nghiên cứu nổi tiếng người Pháp Hippolyte Fizeau và Leon Foucault đã đo tốc độ ánh sáng trong các cuộc thử nghiệm vào thế kỷ 19 và đưa ra con số 298.000 km / s bằng cách sử dụng hệ thống gương phức tạp.
- Đến năm 1924, Michelson đã thực hiện các thí nghiệm trên khoảng cách 140km giữa các đỉnh núi khác nhau của California. Ông tuyên bố rằng tốc độ ánh sáng là 300.000 km / s vào năm 1926.
Giá trị tốc độ ánh sáng
Trong môi trường chân không, ánh sáng chuyển động với tốc độ 299.792.450 m / s. Sau rất nhiều thí nghiệm có thể nói đây là kết quả chính xác nhất. Và c được làm tròn bằng 300 000 km / s, hay khoảng 1 tỷ km / h. Bạn cũng sẽ gặp hằng số c = 3 x 108 trong tài liệu khóa học. Hãy tưởng tượng rằng bạn là tốc độ ánh sáng. Bạn sẽ đến Mặt trăng trong vòng chưa đầy một giây sau đó. Ngoài ra, bạn có thể quay vòng quanh hành tinh tối đa bảy lần trong một giây. Bạn cũng có thể đến Mặt trời trong khoảng 8 phút. Nhưng cũng phải mất một thời gian dài để di chuyển quãng đường lớn ngăn cách Trái đất với các ngôi sao gần nhất.
Vai trò của vận tốc ánh sáng
Trong tất cả các hệ quy chiếu quán tính, vận tốc ánh sáng được cho là đã có từ khi nhà vật lý Einstein ra đời thuyết tương đối hẹp. Ông cũng tin rằng tốc độ ánh sáng là rất quan trọng vì nó được coi là tiền đề cho nhiều ý tưởng khác trong vũ trụ, bao gồm cả không gian, thời gian và những ý tưởng khác.
Dù đã thực hiện một số khám phá liên quan đến ánh sáng, bao gồm cả tốc độ ánh sáng. Tuy nhiên, nhiều nhà khoa học tiếp tục bất đồng về chủ đề tốc độ ánh sáng. Một trong những vấn đề mà các nhà nghiên cứu vẫn đang cố gắng giải quyết.
Có vận tốc lớn nào hơn vận tốc ánh sáng không
Các nhà khoa học đã quan sát thấy các hạt neutrino bắn từ CERN vào năm 2011 đang di chuyển nhanh hơn ánh sáng (Cơ quan Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu). Khám phá này có khả năng làm mất hiệu lực một trong những định luật vũ trụ cơ bản của Einstein. Các hạt này di chuyển với tốc độ nhanh hơn tốc độ ánh sáng sáu mươi lần. Nhưng trong quá trình nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã sai sót. Do đó, người ta không chứng minh được rằng neutrino di chuyển nhanh hơn ánh sáng. Tốc độ nhanh nhất của vũ trụ tính đến thời điểm hiện tại là Tốc độ ánh sáng.
Theo một số lý thuyết nhất định, một trong những tốc độ cao nhất trong vũ trụ là tốc độ ánh sáng. Tốc độ ánh sáng cũng có thể đạt được bằng sóng vô tuyến, sóng truyền hình, sóng radar, tia hồng ngoại và tia tử ngoại. Máy gia tốc hạt siêu mạnh như Tevatron của Mỹ và Máy va chạm Hadron Lớn (LHC) tại CERN là những phát minh tuyệt vời nhất từng được tạo ra khi tạo ra các vật thể có thể đạt tới tốc độ ánh sáng. Các thiết bị này có khả năng tăng tốc các hạt hạ nguyên tử tới 99,9999% tốc độ ánh sáng. Nhưng để đạt được 100% là không thể đạt được. Chưa bao giờ có một hạt hay bất cứ thứ gì khác có khả năng di chuyển với tốc độ lớn hơn hoặc bằng tốc độ ánh sáng trong toàn bộ vũ trụ.
Tốc độ ánh sáng và tốc độ ban đêm
Một số cá nhân đã tin rằng kể từ khi tốc độ ánh sáng lần đầu tiên xuất hiện thì tốc độ bóng tối cũng phải tồn tại. Nhưng về bản chất, bóng tối không di chuyển với tốc độ ánh sáng. Không giống như ánh sáng, bóng tối không phải là vật chất cũng, không phải là năng lượng. Nó chỉ là nền và nó không bao giờ thay đổi.
Nhiều cách giải thích khác nhau về tốc độ ánh sáng
Sự thật về vận tốc của ánh sáng và âm thanh
Tốc độ sóng âm di chuyển trong một môi trường được gọi là tốc độ âm thanh (trong hệ quy chiếu nơi môi trường đứng yên). Ví dụ, âm thanh truyền trong nước nhanh hơn trong không khí, do đó vận tốc này không phải là hằng số và sẽ thay đổi dựa trên các đặc tính vật lý và hóa học của môi trường như nhiệt độ. Độ lớn của tốc độ âm trong môi trường truyền âm đẳng hướng phụ thuộc vào hướng truyền. Độ lớn của tốc độ âm thanh trong môi trường đẳng hướng không phụ thuộc vào phương truyền. Âm thanh và ánh sáng truyền đi ở các tốc độ khác nhau.
Thông tin về vận tốc của ánh sáng và điện
Mặc dù các điện tích riêng lẻ trong dòng điện phải di chuyển theo một hướng, nhưng chúng không bắt buộc phải chạy theo dòng.
Bức xạ điện từ lan truyền với tốc độ của ánh sáng trong chân không. Hy vọng rằng bằng cách chia sẻ thông tin về vận tốc ánh sáng, bạn có thể học được điều gì đó hữu ích về chúng để hỗ trợ cho công việc học tập và cá nhân của bạn.
