Скорость света. Методы определения скорости света
Конспект по физике для 9 класса «Скорость света. Методы определения скорости света». ВЫ УЗНАЕТЕ: В чём заключается астрономический метод определения скорости света. Каково значение скорости света. Каковы лабораторные методы определения скорости света.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
Все световые явления, рассматриваемые в рамках геометрической оптики, изучаются на основе предположения о прямолинейном распространении света в однородной среде. При этом ничего не говорится о том, насколько быстро происходит этот процесс во времени.
ПЕРВЫЕ ОПЫТЫ ПО ИЗМЕРЕНИЮ СКОРОСТИ СВЕТА
Античные учёные, в частности Аристотель, считали, что свет распространяется в пространстве мгновенно. Такая точка зрения господствовала на протяжении более двух тысяч лет. Первый исторически известный эксперимент по определению скорости света был выполнен Галилеем. Идея опыта достаточно проста.
Два наблюдателя А и Б с фонарями располагались на вершинах двух холмов на расстоянии нескольких километров друг от друга. В некоторый момент наблюдатель А открывал свой фонарь и в этот же момент начинал отсчёт времени. Другой наблюдатель, увидев свет, посылал световой сигнал своим фонарём обратно наблюдателю А. Когда первый наблюдатель видел свет фонаря Б, он тотчас заканчивал отсчёт времени. При этом временной интервал между посылкой и приёмом сигнала наблюдатель А измерял по числу ударов пульса. Скорость света определялась как отношение двойного расстояния между наблюдателями к промежутку времени между посылкой и приёмом сигнала.
Очевидно, что столь несовершенный метод не мог дать сколько-нибудь надёжную оценку скорости света. По-видимому, это хорошо понимал и сам Галилей.
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ СВЕТА
Впервые определить скорость света удалось в 1676 г.
датскому астроному О. Рёмеру. Успех опыта Рёмера в решающей степени объяснялся тем обстоятельством, что расстояния, проходимые светом в этих измерениях, были поистине огромными. Именно Рёмер наблюдал затмения одного из спутников (спутник Ио) самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера. Так как орбиты Земли, Юпитера и спутника Ио лежат в одной плоскости, то Рёмер в телескоп хорошо видел, как спутник проходил перед планетой, а затем исчезал из поля зрения, заходя в её тень. Через некоторое время Ио вновь появлялся в виде крохотной звёздочки. Промежуток времени между двумя последовательными появлениями спутника составил 42 ч 28 мин 36 с.
Свои первые измерения Рёмер провёл в то время, когда положения Земли и Юпитера на орбитах соответствовали их максимальному сближению. Примерно через полгода Рёмер повторил наблюдения затмения Ио, когда Земля удалилась от Юпитера на расстояние, равное диаметру своей орбиты. Результат оказался неожиданным: Ио в поле зрения телескопа появился на 22 мин позже, чем тогда, когда положение Земли на орбите было диаметрально противоположным.
Рёмер правильно истолковал полученный результат: задержка наступления затмения равна времени, которое потребовалось свету, чтобы пройти расстояние, равное диаметру земной орбиты. Разделив это расстояние на время запаздывания, Рёмер получил значение скорости света. Это значение оказалось необычайно большим, примерно 230 000 км/с, но всё же конечным. Это и есть главный результат опыта Рёмера.
МЕТОД ФИЗО
Первым лабораторным методом по определению скорости света был опыт французского физика А. Физо, поставленный им в 1849 г. Метод Физо в общих чертах напоминал метод Галилея, только роль наблюдателя А выполняло вращающееся зубчатое колесо, а роль наблюдателя Б — плоское зеркало.
Узкий световой пучок от источника S после отражения от полупрозрачной пластинки П направлялся на кромку вращающегося зубчатого колеса К. Пройдя в прорезь между зубцами, свет падал на отдалённое зеркало 3, и отразившись, возвращался назад. Если за время движения светового луча от колеса до зеркала и обратно на месте прежней прорези появлялась новая прорезь, то наблюдатель в зрительной трубе Т видел свет.
Если же за указанное время на месте прорези появлялся зубец, то свет в трубе не наблюдался. Зная частоту вращения колеса и измерив расстояние между колесом и зеркалом, Физо получил значение скорости света 312 000 км/с.
МЕТОД МАЙКЕЛЬСОНА
В другом, более точном лабораторном методе определения скорости света прерывание света осуществлялось при помощи быстро вращающегося стального восьмигранного зеркала в форме призмы.
Такой опыт был выполнен в 1879 и 1926 гг. американским физиком А. Майкельсоном. Световой пучок от источника S направлялся на грань призмы П и после отражения падал на вогнутое зеркало З1, установленное на горе. Отражённый от этого зеркала луч направлялся на такое же зеркало З2, установленное на вершине другой горы.
Отражённый в обратном направлении свет вновь падал на грань призмы, и после отражения попадал в объектив зрительной трубы. При этом свет проходил суммарное расстояние, равное 70,7 км, за 1/8 оборота призмы. Зная частоту вращения призмы, Майкельсон получил значение скорости света, которое лишь незначительно отличается от общепринятого: с = 299 792 км/с.
Олаф (Оле) Кристенсен Рёмер (1644—1710) Датский астроном, первым измеривший скорость света.
Скорость света в среде зависит от свойств среды. Например, скорость света в воде оказалась в 1,33 раза меньше, чем в воздухе. Поскольку 1,33 — показатель преломления воды, то отсюда следует, что скорость света зависит от показателя преломления среды: чем он больше, тем меньше скорость света в среде.
Вы смотрели Конспект по физике для 9 класса «Скорость света. Методы определения скорости света».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).
Определение скорости свет – О’Пять пО физике!
Существуют различные методы измерения скорости света, в том числе астрономические и с использованием различной экспериментальной техники. Точность измерения величины С постоянно увеличивается. В таблице дан неполный перечень экспериментальных работ по определению скорости света.
Первое удачное измерение скорость света относится к 1676 г. На рисунках представлены репродукция рисунка самого Рёмера, а также схематическая трактовка. Астрономический метод Рёмера основывается на измерении скорости света по наблюдениям с Земли затмений спутников Юпитера. Юпитер имеет несколько спутников, которые либо видны с Земли вблизи Юпитера, либо скрываются в его тени. Астрономические наблюдения над спутниками Юпитера показывают, что средний промежуток времени между двумя последовательными затмениями какого-нибудь определенного спутника Юпитера зависит от того, на каком расстоянии друг от друга находятся Земля и Юпитер во время наблюдений. На рисунке: Метод Ремера. С – солнце, Ю – юпитер, З – земля. Пусть в определенный момент времени Земля З1 и Юпитер
Ю1 находятся в противоположении, и в этот момент времени один из спутников
Юпитера, наблюдаемый с Земли, исчезает в тени Юпитера (спутник на рисунке не
показан). По истечении 0,545 года Земля З2 и Юпитер Ю2 находятся в соединении. Если в это время происходит n-е затмение того же спутника Юпитера, то на Земле оно будет зарегистрировано с опозданием на (R+r)/с секунд. Поэтому, если период обращения спутника вокруг Юпитера t, то промежуток времени T1, протекающий между первым и n-м затмениями, наблюдавшимися с Земли, равен По истечении еще 0,545 года Земля З3 и Юпитер Ю3 будут
вновь находиться в противостоянии. За это время совершилось (n-1) оборотов
спутника вокруг Юпитера и (n-1) затмений, из которых первое имело место, когда
Земля и Юпитер занимали положения З2 и Ю2, а последнее – когда они занимали
положение З3 и Ю3. Первое затмение наблюдалось на Земле с запозданием (R+r)/с,
а последнее с запозданием (R-r)/c по отношению к моментам ухода спутника в тень
планеты Юпитера. Рёмер измерил промежутки времени Т1 и Т2 и нашел, что
Т1-Т2=1980 с. Но из написанных выше формул следует, что
Т1-Т2=4r/с, поэтому с=4r/1980 м/с. Принимая r, среднее расстояние от Земли
до Солнца, равным 1500000000 км, находим для скорости света значение 3,01*10 Этот результат был первым измерением скорости света. В 1725 г. Джеймс Брэдли обнаружил, что звезда Дракона, находящаяся в зените (т.е. непосредственно над головой), совершает кажущееся движение с периодом в один год по почти круговой орбите с диаметром равным 40,5 дуговой секунды. Для звезд, видимых в других местах небесного свода, Брэдли также наблюдал подобное кажущееся движение – в общем случае эллиптическое. Явление, наблюдавшееся Брэдли, называется аберрацией.
Оно не имеет ничего общего с собственным движением звезды. Причина аберрации
заключается в том, что величина скорости света конечна, а наблюдение ведется с
Земли, движущейся по орбите с некоторой скоростью v. Угол раствора конуса, под которым с Земли видна кажущаяся траектория звезды, определяется выражением: tgα=ν/c Зная угол α и скорость движения Земли по орбите v, можно определить скорость света c. У него получилось значение скорости света равной 308000 км/с. В 1849 г. впервые определение скорости света выполнил вы лабораторных условиях А. Физо. Его метод назывался методом зубчатого колеса. Характерной особенностью его метода является автоматическая регистрация моментов пуска и возвращения сигнала, осуществляемая путем регулярного прерывания светового потока (зубчатое колесо). На рис представлена схема опыта по определению скорости света методом зубчатого колеса. Свет от источника проходил через прерыватель (зубья
вращающегося колеса) и, отразившись от зеркала, возвращался опять к зубчатому
колесу. Зная расстояние между колесом и зеркалом, число зубьев колеса, скорость
вращения, можно вычислить скорость света. Зная расстояние D, число зубьев z, угловую скорость вращения (число оборотов в секунду) v, можно определить скорость света. У него получилось она равной 313000 км/с.
В течение всей своей жизни американский физик Альберт Абрахам Майкельсон (1852–1931) совершенствовал методику измерения скорости света. Создавая все более сложные установки, он пытался получить результаты с минимальной погрешностью. В 1924–1927 годах Майкельсон разработал схему опыта, в котором луч света посылался с вершины горы Вильсон на вершину Сан-Антонио (расстояние порядка 35 км). В качестве вращающегося затвора было использовано вращающееся зеркало, изготовленное с чрезвычайной точностью и приводимое в движение специально разработанным высокоскоростным ротором, делающим до 528 оборотов в секунду. Изменяя частоту вращения ротора, наблюдатель добивался
возникновения в окуляре устойчивого изображения источника света. Знание
расстояния между установками и частоты вращения зеркала позволяли вычислить
скорость света. Начиная с 1924 года и до начала 1927 года было проведено пять независимых серий наблюдений, повышалась точность измерения расстояния и частоты вращения ротора. Средний результат измерений составил 299 798 км в секунду. Результаты же всех измерений Майкельсона можно записать как c = (299796 ± 4) км/с. На верхнем рисунке изображена схема опыта Майкельсона. На нижнем рисунке представлена упрощенная схема опыта. Пользователь может изменять частоту вращения восьмиугольной призмы, наблюдая за движением светового импульса и добиваясь его попадания в окуляр наблюдателя. Частоту можно изменять от 0 до 1100 оборотов в секунду
с шагом 2 с–1. Чтобы легче было выставлять частоту в эксперименте,
сделана ручка грубого регулятора частоты вращения, более точные настройки можно
выставлять с помощью дополнительных клавиш справа от окна частоты. Оптимальный
результат достигается при 528 и 1056 оборотах в секунду. При 0 оборотов
рисуется статичный луч света от источника до наблюдателя. Пример расчета скорости света для эксперимента, при
котором появление света наблюдатель фиксирует при частоте вращения зеркала 528 с Здесь ν и T – частота и период вращения восьмигранной призмы, τ1 – время, за которое световой пучок успевает пройти расстояние L от одной установки до другой и вернутся обратно, оно же – время поворота одной грани зеркала. По материалам www.school-collection.edu.ru |
45
Измерение скорости света
Тема: “Измерение скорости света”
Цели урока:
- Исследовать проблему: “Как измеряли скорость света в земных условиях”.
- Дать понятие астрономического и лабораторных методов измерения скорости света.
- Рассмотреть современные способы измерения скорости света.
Оборудование: схемы опытов по
измерению скорости света, таблицы, раздаточный
материал.
Учебные задачи:
- Исследовать проблему: “Свет – это добро или зло?” (домашнее исследование)
- Исследовать, почему измерение скорости света в земных условиях долгое время оставалось невыполнимой задачей.
Что уметь:
Решать задачи по данной теме.
Вступление:
Учитель: Свет – это величайшая ценность, которой одарила нас природа, это необходимое условие существование растений, животных и человека..
Как наша прожила планета
Как люди жили бы на ней
Без теплоты, магнита, света
И электрических лучей?
А. Мицкевич.
Молюсь оконному лучу –
Он бледен, тонок, прям.
А. Ахматова.
Учитель. Но так ли полезен свет? В каких случаях свет несет в себе зло? Что такое свет. Проверка исследовательской домашней работы.
Домашнее задание дается за 2-3 недели до этого
урока.
Выступление учащихся по домашнему заданию.
Учитель помогает учащимся в поиске материала по данной проблеме:
Например, можно порекомендовать следующий материал:
За 1 с свет приносит на Землю столько энергии, сколько бы ее выделилось при сгорании 40 млн тонн каменного угля.
За счет солнечной энергии поддерживается средняя годовая температура на Земле около 150 С, а также осуществляется непрерывной круговорот воды в природе. Вся жизнь на земле – жизнь растений и животных зависит от Солнца. В растениях происходит превращение солнечной энергии в химическую энергию. Осуществляется фотосинтез.
Среди процессов, сопровождающих распространение света, важным для жизни человека является фотосинтез углеводов.
К.А. Тимирязев, которому принадлежат
классические работы по фотосинтезу, говорил:
“Едва ли какой процесс, совершающийся на
поверхности Земли, заслуживает в такой степени
всеобщего внимания, как тот далеко еще не
разгаданный процесс, который происходит в
зеленом листе, когда на него падает луч Солнца”.
С химической точки зрения этот процесс, в котором
неорганическое вещество, углекислота и вода
превращается в углеводы – вещество
органическое. В свою очередь, образовавшиеся
углеводы служат для дальнейшего синтеза белков
– процесса, происходящего только в растениях, а
также растительных жиров.
Образовавшиеся углеводы, жиры и белки используются самим растением либо непосредственно или через промежуточные звенья служат пищей для всех живых организмов. Одна из возможных реакций фотосинтеза описывается формулой:
Е+6СО2+6Н2О —>С6Н12О6 + 6О2
Где Е – энергия света
Т.е. углекислота воздуха и вода под действием
энергии света превращается в углеводород С6Н12О6
и кислород О2. Свет разрывает прочную
связь, соединяющую кислород с углеродом в
углекислоте и возникает углеводород, который
способен к дальнейшему окислению при сгорании в
печах или организмах животных.
Реакция идет за
счет поглощения растениями энергии излучения,
принадлежащей к видимому диапазону волн. Лучше
всего растением поглощаются красные и синие
лучи.
Известно, что синий цвет является лечебным светом и наши бабушки лечили с помощью ламп синего цвета туберкулез, воспаления, ушибы и даже имеются сведения о лечении рака кожи даже сегодня! Например, чтобы не было синяка при ударе, надо осветить ушибленное место одну минуту лампой синего цвета. Тем более, что все дизайнеры сегодня рекомендуют клеить синие обои в спальнях, так как холодная синева действует успокаивающе на нервную систему, способствует глубокому сну.
Созданы солнечные батареи. В некоторых жарких странах уже созданы электромобили – автомобили, движущиеся за счет солнечной энергии.
Все это хорошо, но свет несет в себе и зло. Еще
наши далекие предки заметили, что яркий
солнечный свет не очень приятен и полезен глазам.
В гробнице фараона Тутанхамона археологи
обнаружили устройство, отдаленно напоминающее
современные затемненные окуляры.
Это
изобретение египетских ремесленников
представляло собой два тончайших спила изумруда,
соединенных бронзовыми пластинками на манер
оправы. В ХVI веке “очковых дел мастера”, дабы
усилить светопоглощающий эффект стекла,
добавляли в него толченые драгоценные камни:
изумруд, рубин и сапфир. Такую дорогую безделушку
могли себе позволить только самые богатые
клиенты ювелирных домов. Эскимосы же в попытке
защитить глаза от слепящего солнца придумали
более доступный метод: они носили вырезанные из
кости щитки с узкими прорезями для глаз, заметно
ограничивающие поток света. Эволюционирование
солнцезащитных очков сделало их более полезным и
доступным атрибутом. В наши дни в силу
объективных причин солнцезащитные
очки, защищающие от ультрафиолета, просто
необходимы.
Лишь в полной темноте человеческий организм
может вырабатывать мелатонин – гормон, который
эффективно противостоит раку.
Процесс
автоматически прекращается, если рядом с
человеком находится хотя бы слабенький источник
света. Поэтому ночная темнота защищает организм
человека от этого коварного заболевания. Ведь
рак появился практически одновременно с
изобретение электрического освещения. Поэтому
используйте положительный эффект ночи – спите в
полной темноте.
Фронтальный опрос:
Вопросы по закреплению ранее изученного материала (связь физики с литературой и биологией)
В стих. А.С. Пушкина есть строки:
“…Вдруг
Гром грянул, свет блеснул в тумане…”
Учитель: Явление, очень похожее на молнию. А что происходит сначала: мы слышим гром или видим свет от молнии?
В М.И. Булгакове “Мастер и Маргарита” есть следующий отрывок:
“Лицо Воланда было скошено на сторону, правый
угол рта оттянут книзу, на высоком облысевшем лбу
были прорезаны глубокие параллельные острым
бровям морщины. Кожу на лице Воланда как будто бы
навеки сжег загар”.
Учитель: Объясните, как происходит процесс загара кожи. Какой вид излучения отвечает за образование загара?
Ответ: загар кожи обусловлен биологическим действием ультрафиолетового излучения.
Учитель: Процесс загара – биологическое действие ультрафиолетовых лучей на кожу. При загаре кожа сначала краснеет и меняет затем через некоторое время окраску. Но биологическое действие ультрафиолетового излучения зависит от длины волны излучения. Только волны длиной от 400 до 315 мкм отличаются общеукрепляющим, закаливающим действием на организм.
Изучение новой темы:
Как же была измерена скорость света?
При объяснении нового материала на доске представлены схемы по опытам и у каждого учащегося имеются на столе мини-схемы опытов по измерению скорости света и таблица № 1
Гений XVII века Роберт Гук полагал, что скорость
света слишком велика, чтобы ее можно было
определить экспериментально, а астроном Иоганн
Кеплер и математик Рене Декарт придерживались
мнения Аристотеля, что скорость света бесконечно
велика.
Первый, кто предложил способ измерения скорости света был Галилео Галилей (заслушать сообщение по данной теме и проанализировать, почему не удался эксперимент).
Познакомимся с ученым, которому первым удалось измерить скорость света – Оле Ремером.
Нужды расширяющейся торговли и возрастающего значения мореплавания побудили французскую Академию наук заняться уточнением географических карт, для чего, в частности требовался более надежный способ определения географической долготы. Оле Ремер – молодой датский астроном был приглашен работать в новую парижскую обсерваторию.
Ученые предположили использовать для
определения парижского времени и времени на
борту корабля небесное явление, наблюдаемое
ежедневно в один и тот же час. По этому явлению
мореплаватель или географ мог бы поставить свои
часы и узнать парижское время (см формулу из
астрономии .
Таким явлением видимым с любого места на море или
на суше является затмение одного из четырех
больших спутников Юпитера, обнаруженных
Галилеем в 1609 г.
Рассказ совместить с
иллюстрацией учебника – затмения спутника Ио.
Спутник Ио проходил перед планетой, а затем
погружался в ее тень и пропадал из поля зрения.
Затем он опять появлялся как мгновенно
вспыхнувшая лампа. Промежуток времени между
двумя вспышками составил 42 ч 28 мин. Такие же
измерения проведенные полгода спустя, показали,
что спутник опоздал появиться из тени на 22 мин по
сравнению с момента времени, который можно было
рассчитать на основании знания периода
обращения Ио.
Вопрос классу: “Почему стало возможно это запаздывание?”
Рассказ о лабораторном методе французов Луи Физо и Леона Фуко..
Весной 1879 года газета “Нью-Йорк Таймс”
сообщила: “На научном горизонте Америки
появилась новая яркая звезда. Младший лейтенант
морской службы, выпускник Морской академии в
Аннаполисе Альберт Майкельсон, которому еще не 27
лет добился выдающегося успеха в области оптики:
он измерил скорость света!” Примечателен тот
факт, что на выпускных экзаменах в академии
Альберту достался вопрос об измерении скорости
света.
Кто мог предположить, что через короткое
время Майкельсон сам войдет в историю физики, как
измеритель скорости света.
О скорости света размышляли и спорили еще с древних времен, но до Майкельсона только троим ученым (все они были французами) удалось измерить ее с помощью земных средств. До А. Майкельсона на американском континенте никто даже не пытался поставить этот трудный эксперимент.
Установка Майкельсона размещалась на двух горных вершинах, разделенных расстоянием 35,4 км. Зеркалом служила восьмигранная стальная призма на горе Сан Антонио в Калифорнии, сама установка находилась на горе Маунт-Вильсон. После отражения от призмы луч света попадал на систему зеркал, возвращающих его назад. Для того чтобы луч попадал в глаз наблюдателя, вращающаяся призма должна за время распространения света туда и обратно, успеть повернуться хотя бы на 1/8 оборота.
Майкельсон писал: “То, что скорость света - является категорией, недоступной человеческому воображению, и что, с другой стороны, ее возможно измерить с необыкновенной точностью, делает ее определение одной из самых увлекательных
проблем, с которыми может столкнуться
исследователь.
Наиболее точное измерение скорости света было получено в 1972 г. американским ученым К. Ивенсоном с сотрудниками. В результате независимых
измерений частоты и длины волны лазерного измерения ими было получено значение
Однако в 1983 г. на заседании Генеральной ассамблеи мер и весов было принято новое определение метра (это длина пути, проходимое светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды), из которого следует что скорость света в вакууме абсолютно точно равна с=299 792 458 м/с
Вопросы для закрепления материала:
Какие способы измерения света мы сегодня изучили.
В чем заключается астрономический способ Ремера измерения света.
На чем основываются лабораторные способы измерения света.
Табл. № 1 “Измерение скорости света”
1676 г. – Оле Ремер – астрономический метод
с=
1849г. – Луи Физо – лабораторный метод
с=
1862 г. – Леон Фуко – лабораторный метод
с=
1879 г.
Альберт Майкельсон – лабораторный метод
с=
1972 г. К. Ивенсон – независимые измерения длины волны лазерного излучения
с=299792456,2±0,2 м/с
1983 г. Заседание Генеральной ассамблеи мер и весов
с=299792458 м/с
Работа по группам.
Далее учащиеся заполняют таблицу № 2 , которая имеется на доске, часть которой уже заполнена учителем. А также эта таблица имеется у каждого из учащихся. Работа по группам по 6-8 человек.
На ватмане некоторые группы заполняют колонку № 4 , а другие колонку № 5
Табл. № 2 “Измерение скорости света”
| Методы измерения скорости света | Как происходило исследование, когда и кем | Полученный результат | Сходство в методах измерения скорости света | Различия в методах измерения скорости света |
1. Астрономический метод2. Лабораторный метод |
1676 г. Оле Ремер наблюдал затмение
спутника Юпитера Ио. 1849 г. Луи Физо, 1862 г. Леон Фуко измеряли скорость света, который проходил через вращающееся колесо и отражался от зеркал 1879 г. Майкельсон вместо колеса – восьмигранная стальная призма, которая находилась от зеркала на расстоянии 35,4 км 1972 г. К. Ивенсон измерял частоту и длину волны лазерного излучения |
2,22•108 м/с 3,12•108 м/с 3,001•108м/с 299792456,2±0,2м/с |
Затем учащиеся прикрепляют на доску свой ватман. Группа рассказывает о своих предположениях. Остальные заслушивают и вносят, если необходимо коррективы.
Учащимся для закрепления изученного материала предлагается решить следующие задачи на карточках:
С какой частотой нужно вращать восьмигранную
призму в опыте Майкельсона, чтобы за время
прохождения луча света от призмы и обратно
призма повернулась на
оборота.
Считать скорость света равной с=3•108
м/с. Расстояние от призмы до зеркала 35 км.
Рассчитайте, за какое время свет проходит расстояние от Солнца до земли, равное примерно 15•107 км.
В конце урока проводится: рефлексия. Каждому учащемуся предлагается закончить одно из следующих предложений.
| Я сегодня на уроке узнал о… |
| Мне понравились на уроке моменты… |
| Я чувствую себя.. |
| Я хотел бы узнать по данной теме о.. |
| Мне не понравилось.. |
| У меня сейчас настроение.. |
| Я узнал на уроке новое о… |
| По данной теме мне хотелось бы узнать еще о… |
Мне было сегодня на уроке. . |
| Мое состояние сейчас я оцениваю, как… |
| Я хотел бы изучить подробнее по данной теме следующие вопросы… |
| Данная тема была для меня… |
| Урок был… |
Д/задание: п. 40, заполнить таблицу № 2 .
Скорость света в одну сторону
8 минут чтения 27 января 2021 г.
Автор Дэн Ламбет
Когда Эйнштейн разработал свою специальную теорию относительности, он предположил, что свет движется с одной и той же скоростью между двумя точками, независимо от того, в каком направлении он движется. Но так ли это на самом деле, и выглядела бы Вселенная как-то иначе, если бы не ?
Хотя мы предполагаем, что скорость света одинакова во всех направлениях, экспериментально это не подтверждается.
Мы только когда-либо измеряли скорость света туда и обратно. Может быть, скорость света анизотропна? Кредит: GETTY
Возможно, вы что-то знаете о скорости света. Во-первых, вы, скорее всего, знаете, что это быстро, очень быстро, и что ничто во Вселенной не может двигаться быстрее. Но знаете ли вы, что скорость света может варьироваться в зависимости от того, в каком направлении он движется? И еще более поразительно, что мы никогда не сможем подтвердить, так ли это?
Исследователи профессор Герайнт Льюис из Сиднейского университета и доктор Люк Барнс из Университета Западного Сиднея изучили, как мы определяем и измеряем скорость света во Вселенной, и повлияют ли различия, связанные с направлением движения, на наш взгляд на космос. Оба обладают достаточной квалификацией, чтобы отвечать на глубокие философские вопросы космологии, они вместе написали несколько книг и научных статей, в том числе «Справочник космического революционера» 2020 года.
Если бы вы посветили факелом на отдаленное зеркало и использовали точные часы, чтобы определить, сколько времени потребовалось свету, чтобы вернуться к вам, достаточно просто рассчитать скорость, с которой он двигался.
По крайней мере пару сотен лет мы знали, что скорость света, обычно обозначаемая как c , составляет около одного миллиарда километров в час.
Но возможно ли, что свет до зеркала двигался медленнее, чем на обратном пути? Например, если общее время прохождения составило 10 секунд, могло ли свету пройти 8 секунд, чтобы добраться до зеркала, и всего 2 секунды, чтобы вернуться? Или полных 10 секунд, чтобы добраться до зеркала, и мгновенно отразиться обратно? И это то, что мы могли бы измерить?
Используя модель Вселенной, которая согласуется со специальной теорией относительности Эйнштейна, исследователи рассчитали, какое влияние изменение скорости света в одном направлении окажет на наш взгляд на ночное небо. Чтобы сохранить скорость туда и обратно на уровне c , любому увеличению скорости в одном направлении должно противопоставляться уменьшение в противоположном направлении. Но даже бесконечные односторонние скорости согласуются с законами физики.
Они обнаружили, что даже если бы свет мог мгновенно двигаться в одном направлении, мы бы не знали об этом. Эффекты замедления времени точно нейтрализуют любые различия, которые мы ожидаем увидеть в небе из-за разной скорости света в одном направлении.
Подождите, что?
Позвольте мне объяснить. И мы начнем с небольшой предыстории.
Это все относительно
Эйнштейн показал, что течение времени различно для разных наблюдателей, движущихся с разной скоростью. Несмотря на противоречивый характер этого открытия, оно неоднократно подтверждалось, в том числе с помощью спутников GPS. Предоставлено: andrey_l/Shutterstock
Именно Эйнштейн указал, как работает свет во время своего annus mirabilis в 1905, год, когда он навсегда изменил наше представление о времени, скорости, массе и энергии. Его статья под названием «Об электродинамике движущихся тел», третья из опубликованных им в том году, бросала вызов представлению о том, что пространство и время абсолютны и универсальны, как сцена, на которой мы все разыгрываем свои роли.
Эйнштейн связал понятия пространства и времени и показал, что то, как мы их воспринимаем, зависит от того, как мы в них движемся. Два человека, движущиеся относительно друг друга, по-разному ощущают время и пространство. Во вселенной Эйнштейна нет ни универсального времени, ни способа синхронизации часов.
Без возможности синхронизации часов невозможно измерить скорость света в одном направлении. Чтобы продемонстрировать почему, рассмотрим простой эксперимент, в котором мы устанавливаем тестовую установку, чтобы светить от одного конца до другого. Часы размещены на обоих концах буровой установки, чтобы мы могли проверить время начала и время окончания. Зная длину установки и время, которое требуется свету, чтобы пройти от одного конца до другого, мы можем вычислить его скорость.
Звучит достаточно просто, не так ли? Но вот в чем проблема. Хотя перед экспериментом мы тщательно синхронизируем часы, сам факт их перемещения в разные стороны испытательного стенда сведет на нет нашу хорошую работу.
Пока они движутся, скорость, с которой проходит время, будет немного отличаться для разных часов. Это эффект, известный как замедление времени, и он вполне реален и измерим. Спутники GPS должны учитывать этот эффект каждый день.
Любая вариация этого эксперимента будет иметь такое же усложнение. Мы просто не можем измерить скорость света в одном направлении, потому что теория относительности не позволяет нам синхронизировать часы. В результате скорость света c на самом деле является средней скоростью на пути туда и обратно, и мы не можем быть уверены, что скорость одинакова в обоих направлениях.
Игрушечные вселенные
Моделирование Вселенной с помощью математики позволяет астрономам делать прогнозы и объяснять наблюдения. Вселенная Милна является частным случаем модели Фридмана-Робертсона-Уокера (FRW), которую иногда называют стандартной моделью современной космологии.
Чтобы изучить последствия этого для нашего взгляда на Вселенную, профессор Льюис и доктор Барнс использовали идеализированную модель вселенной, названную вселенной Милна, которая позволила им выполнить необходимые математические операции.
Вселенная Милна — это частный случай другой, более сложной модели, которая составляет основу нашего современного понимания космоса. Профессор Льюис объяснил преимущества использования вселенной Милна.
«Мы использовали вселенную Милна, поскольку это пустое пространство, независимо от материи или энергии, и мы можем легко сопоставить это с другим пустым пространством, а именно с плоским пространством-временем специальной теории относительности Эйнштейна. При рассмотрении общих вселенных — с материей и прочим — картина становится более сложной, поскольку на часы действует гравитационное воздействие, которое изменяет их синхронизацию».
Как оказалось, вселенные Милна являются превосходными инструментами для подобного анализа, демонстрируя многие свойства нашего собственного космоса без необходимости сложности, которую привносит общая теория относительности. С помощью своей модели Вселенной исследователи могли бы отказаться от соглашения Эйнштейна о синхронизации часов, когда свет распространяется со скоростью c во всех направлениях, и работать с расчетами, описывающими то, как мы тогда воспринимаем Вселенную.
Наш взгляд на Вселенную
Когда мы смотрим на далекую Вселенную, мы видим нечто замечательное. В достаточно больших масштабах он выглядит одинаково в каждом местоположении , но он также выглядит одинаково в каждом направлении . Эти два свойства известны как однородность и изотропность. Наша Вселенная не обязательно должна быть однородной и изотропной, но она кажется таковой, что мы называем космологическим принципом.
Мы пришли к выводу, что распределение материи во Вселенной подчиняется космологическому принципу, отчасти благодаря нашим наблюдениям далеких галактик и космического микроволнового фона (CMB), остаточного излучения Большого взрыва. Космологический принцип был центральным в разработке Милном его модели Вселенной.
Теперь, если бы скорость света различалась в зависимости от направления его движения, это означало бы, что сама скорость света была бы анизотропной. Разве мы не должны увидеть какие-то доказательства этого, запечатленные в нашем взгляде на небо? Когда мы смотрим на противоположные стороны неба, не должны ли мы увидеть некоторые различия в распределении молодых галактик и в самом реликтовом излучении?
И, наконец, мы подошли к результатам этого исследования. Вывод, сделанный профессором Льюисом и доктором Барнсом, заключался в том, что даже если бы скорость света была анизотропной, наблюдатели во вселенной Милна все равно имели бы изотропное представление о далеком космосе, как и мы. Эффекты замедления времени точно компенсируют другие эффекты, гарантируя, что мы не увидим никакой разницы в небе.
Эта концепция оспаривалась и продолжает оспариваться некоторыми физиками всего мира, утверждающими, что скорость света должна быть одинаковой в обоих направлениях. — Но этого не должно быть! — сказал профессор Льюис.
«Даже несмотря на то, что односторонняя скорость света не поддается экспериментальному измерению, и мы хорошо спим по ночам, думая, что она изотропна, это не означает, что мы не должны быть готовы к тому, что какой-то будущий эксперимент покажет нам, что она изотропна. нет.”
Хорошая новость заключается в том, что теория относительности Эйнштейна не опровергается даже без его безобидного предположения, что скорость света изотропна. Размышление о том, что это означает для природы времени и пространства, сводит с ума, но это не противоречит нашему пониманию космологии в целом.
Подобные исследования помогают нам составить более полную картину реальности, лежащей в основе нашего существования. И какое это прекрасное существование.
Видео предоставлено: Veritasium (YouTube)
Статья появилась на сервере препринтов arXiv…
Скорость света в одном направлении и Вселенная Милна
90 000 экспериментов, которые определили скорость света — HSC Physics – Science Ready Это часть курса физики HSC по теме «Электромагнитный спектр».
HSC Physics Syllabus
Эксперименты по определению скорости света
Исторические методы измерения скорости света 1675 – Оле Рёмер 200 000 км/секОле Рёмер был датским астрономом, который наблюдал за орбитальным движением Ио (одного из четырех спутников Юпитера), когда он определил скорость света. Период обращения Ио вокруг Юпитера составляет около 1,7 земных суток, и во время каждого оборота Ио затмевается Юпитером один раз, если смотреть с Земли.
Однако после нескольких просмотров Рёмер понял, что время между каждым затмением зависит от относительного движения Земли и Юпитера. Рёмер измерил, что разница между самым длинным наблюдаемым периодом обращения Ио и самым коротким периодом составляет 22 минуты.
Он объяснил, что это произошло из-за конечная скорость света.
Источник диаграммы: Shea, J.H., 1998. Оле Рёмер, скорость света, видимый период Ио, эффект Доплера и динамика Земли и Юпитера. Американский журнал физики 66, 561–569.
В отличие от неверно сформулированного многочисленными анализами работы Рёмера, отклонение периода обращения Ио не зависит от расстояния между Землей и Юпитером. На самом деле изменение наблюдаемого периода обращения связано с относительной скоростью Земли.
Предположим, что начало обращения Ио было зарегистрировано в точке L, и к тому времени, когда Ио совершает один оборот, Земля находится в точке K. Свету потребуется дополнительное время, чтобы пройти расстояние между точками L и K, что приведет к увеличению видимый период обращения Ио. Если бы Земля не двигалась и оставалась в точке L, то не было бы изменения наблюдаемого периода обращения.
И наоборот, если начало орбиты Ио было зафиксировано в точке F, и к тому времени, когда Ио совершает один оборот, Земля находится в точке G, свету потребовалось бы меньше времени, чтобы достичь Земли.
Это приводит к более короткому периоду обращения Ио.
Рисунок: Истинный период обращения наблюдается, когда относительная скорость Земли относительно Юпитера равна нулю.
Рисунок: Слева: Самый длинный кажущийся орбитальный период наблюдается, когда скорость удаления (удаления) Земли относительно Юпитера наибольшая. Справа: Самый короткий видимый период обращения Ио наблюдается, когда относительная скорость Земли по отношению к Юпитеру наибольшая.
Из-за несовершенных методов хронометража Рёмер не смог точно измерить отклонение времени между последовательными оборотами Ио, поскольку оно составляло несколько секунд. Однако он измерил разницу в периоде нескольких оборотов одновременно и обнаружил, что наибольшая общая наблюдаемая разница составляет 22 минуты. Другими словами, отклонение времени каждой последующей орбиты Ио составило максимум 22 минуты. Эта разница во времени соответствовала времени, за которое свет проходит диаметр орбиты Земли вокруг Солнца.
Таким образом, оценка скорости света была сделана путем деления диаметра орбиты Земли на 22 минуты.
Оценка Рёмером скорости света была неточной по нескольким причинам. Диаметр орбиты Земли точно не был известен; оценка общей разницы во времени на самом деле была меньше 22 минут. Хотя работа Ремера не была точной, она произвела большое впечатление, поскольку показала, что скорость света конечна.
1728 – Джеймс Брэдли 301 000 км/сек
скорость Земли. Последнее наблюдение называется звездной аберрацией.
Брэдли использовал звездную аберрацию для расчета относительной скорости света. Звездная аберрация относится к астрономическому явлению, когда кажется, что звезды движутся вокруг своего истинного положения. Из-за этого они кажутся смещенными, хотя на самом деле их положение не изменилось. Брэдли использовал угол смещения, измеренный относительно Земли, а также относительную скорость Земли для расчета скорости света.
Угол аберрации связан с отношением относительной скорости Земли (наблюдателя) к скорости света.
1849 – Ипполит Луи Физо 313 300 км/с
Физо использовал оптику и тщательно манипулировал зубчатым колесом для исследования скорости света. Отражающее зеркало располагалось далеко от источника света. Достигнув зеркала, свет возвращался обратно к наблюдателю, стоящему рядом с источником света.
В зависимости от угловой скорости колеса отраженный свет может проходить или не проходить через то же зазор между зубьями на прялке. Физо отрегулировал угловую скорость зубчатого колеса так, чтобы возвращающийся световой луч и, наряду с известным расстоянием между колесом и зеркалом, смог рассчитать скорость света в 313 300 км/сек.
1862 – Леон Фуко 298 000 км/с
В эксперименте Фуко использовался тот же принцип, что и у Физо, но он использовал вращающиеся зеркала вместо зубчатого колеса.
Луч света направлялся на вращающееся зеркало вдали, которое отражало свет на соседнее неподвижное зеркало. Это неподвижное зеркало затем направляло свет обратно на первое вращающееся зеркало. Поскольку первое зеркало постоянно вращалось, угол, под которым свет впервые достиг вращающегося зеркала, будет отличаться от угла, под которым свет возвращается, когда возвращается от неподвижного зеркала.
Фуко смог использовать угол, смещенный зеркалом, и его угловую скорость для расчета времени прохождения света. Используя время пролета и расстояние между вращающимся и неподвижным зеркалами, Фуко вычислил скорость света как 299 792 458 м/сек.
Фуко повторил эксперимент, пропустив источник света через водоем. Он обнаружил, что скорость света в воде меньше, чем в воздухе.
Современные методы
измерения скорости света 1907 – Роза и Дорси 299 788 км/сек Научный прорыв Джеймса Максвелла в области электромагнетизма в 1860-х годах пролил свет на новый способ измерения скорости света.
Роза и Дорси использовали диэлектрическую проницаемость ( ε ) и константы магнитной проницаемости ( µ ) для расчета скорости света.
$$c=\frac{1}{\sqrt{εμ}}$$
Этот метод отличался от исторических тем, что не требовал измерения времени прохождения света.
1958 – Фрум 299 972 500 м/с
Методология Фрума была бы невозможна без вклада Максвелла в электромагнитные волны. Фрум изучал интерференционную картину радиоволн, чтобы получить скорость света. См. ниже подробное объяснение интерферометрии с использованием видимого света (работает так же для радиоволн)
1973 – Evenson et al 299 972 457 м/с
Evenson et al использовали лазеры с высокой спектральной стабильностью. Как и Фрум, этот эксперимент также включал интерферометрию для измерения длины волны света.
Рисунок: упрощенная экспериментальная установка для интерферометрии, используемая для измерения скорости света.
В этом методе лазерный источник воздействует на полупосеребренное зеркало, которое разделяет световой луч на два перпендикулярных луча, которые проходят к двум неподвижным зеркалам и обратно. Два стационарных зеркала равноудалены от полупосеребренного зеркала, поэтому двум световым лучам потребуется одинаковое время, чтобы вернуться. Когда они встречаются посередине, они подвергаются конструктивной интерференции, в результате чего возникает новая волна с удвоенной амплитудой.
Теперь тот же эксперимент повторяется, но на этот раз одно из стационарных зеркал перемещается назад, так что расстояние между ним и полупосеребренным зеркалом увеличивается. Когда зеркало сдвинется назад ровно на половину длины световой волны, это вызовет деструктивную интерференцию двух волн, поэтому волны не будут обнаружены.
В лазерной интерферометрии используется лазерный источник с известной частотой, а длина волны лазера измеряется путем определения расстояния, на которое необходимо переместить стационарное зеркало, чтобы вызвать деструктивную интерференцию.
Затем скорость света рассчитывается путем умножения частоты и длины волны.
Связь света со временем и расстоянием
- В современную эпоху из-за постоянства скорости света стандартные единицы измерения расстояния и времени определяются с использованием скорости света.
- Понятия расстояния и времени непостоянны, поскольку они меняются в зависимости от системы отсчета. Это связано со специальной теорией относительности Альберта Эйнштейна и его постулатом о том, что скорость света постоянна в вакууме, независимо от наблюдателя. Подробнее об этом будет рассказано позже в этом модуле.
Постоянство света имеет два эффекта:
- Время растягивается (каждая секунда становится длиннее), когда наблюдатель находится в релятивистском движении с наблюдаемой системой отсчета.
- Длина становится короче, когда наблюдатель движется с релятивистским движением.
В результате расстояние (метр) и время (секунда) измеряются и определяются в терминах скорости света, которая является постоянной величиной.
- Определение метра – это расстояние, которое свет проходит за 1/299 792 458 секунды.
- Секунда – это время, за которое свет проходит 299 792 458 метров.
Предыдущий раздел: Вклад Максвелла в электромагнетизм
Следующий раздел: Введение в спектроскопию
Как мы измеряем скорость света?
До того, как Эйнштейн представил свою специальную теорию относительности, научное сообщество недоумевало, как измерить скорость света. Эйнштейн предположил, что световые волны ведут себя не так, как звук или вода, и оказался прав. Узнайте, как он нашел решение этого загадочного явления.
Исследование тайн нашей Солнечной системы
В течение многих лет ученые пытались найти объяснение того, почему звуковые волны и волны воды двигаются со скоростью относительно среды, через которую они проходят, но световые волны, похоже, не ведут себя в так же. На самом деле казалось, что свет вообще не проходит через какую-либо среду.
Физики утверждали, что свет движется через среду, которую они назвали светоносным эфиром, или просто эфиром для краткости.
Чтобы этот гипотетический эфир имел смысл, он должен был обладать довольно странными свойствами. Во-первых, астрономам давно было известно, что планеты в нашей Солнечной системе со временем заметно не замедляются.
Если бы наша Солнечная система была заполнена каким-либо обычным материалом, например газом или чем-то подобным, этот материал действовал бы как форма сопротивления ветра планетам, вызывая силу сопротивления и заставляя их постепенно замедляться.
Это стенограмма из серии видео Что Эйнштейн ошибся . Смотрите прямо сейчас на Wondrium.
Чем бы ни был эфир, он должен был заполнять все пространство, но не ощущаться движущимися через него объектами. Эфир действительно должен был быть весьма экзотическим веществом, и физики конца XIXXX век стремился первым обнаружить и изучить его.
Физики знали, что если бы эфир существовал, то были бы способы обнаружить его — по крайней мере, косвенно. В разные моменты времени и в разное время года Земля будет двигаться с разной скоростью относительно системы покоя эфира.
Иногда свет с заданного направления двигался вместе с движением эфира. И в это время мы ожидаем, что скорость этого света будет немного выше, чем обычно.
А в другое время свет с того же направления двигался против движения эфира. И в этих случаях мы должны измерить скорость этого света, чтобы она была немного медленнее.
Новые открытия скорости света
В ходе экспериментов, проведенных в 1880-х годах, американские физики Альберт Майкельсон и Эдвард Морли смогли измерить скорость света с достаточной чувствительностью, чтобы обнаружить изменения, вызванные эфир.
Американский физик Альберт Майкельсон Но их эксперименты снова и снова измеряли одно и то же значение скорости света. Свет, измеренный в разное время и с разных направлений, казалось, всегда достигал эксперимента с одной и той же скоростью.
В то время это был очень неожиданный результат. И это казалось несовместимым с гипотезой о том, что свет движется через какую-то среду вроде эфира.
Некоторые физики пытались спасти идею эфира, предположив, что, возможно, Земля увлекала за собой эфирное облако, двигаясь по своей орбите. Это могло бы привести к более равномерной скорости падающего света.
Но у этих сценариев затягивания эфира были и свои проблемы. На самом деле эти эксперименты говорили нам, что свет ведет себя не так, как другие виды волн. На самом деле светоносного эфира не существует.
Узнайте больше о специальной теории относительности
Эйнштейн предлагает теорию скорости света
Когда Эйнштейн подходил к этой проблеме, он взял в качестве отправной точки — если хотите, как аксиому — идею о том, что свет всегда движется в пустом пространстве точно с той же скоростью. Он подозревал, что это может быть правдой по целому ряду различных причин.
Во-первых, Эйнштейн знал, что уравнения Максвелла предсказывают конкретное значение скорости света.
И при этом эти уравнения не определяют какую-либо конкретную систему отсчета. Это заставило Эйнштейна думать, что скорость света является универсальной величиной, одинаковой во всех системах отсчета.
Кроме того, кажется, что эти уравнения не требуют эфира и не делают никаких ссылок на него. В отличие от других видов волн, свет может просто перемещаться в пространстве.
Среди прочего, догадка Эйнштейна о том, что скорость света является универсальной константой, может объяснить, почему Майкельсон, Морли и другие физики-экспериментаторы не смогли измерить никаких изменений скорости света.
По мнению Эйнштейна, свет всегда распространяется с одной и той же скоростью, и любой ваш эксперимент — независимо от времени или направления — будет измерять одно и то же значение этой величины.
Узнайте больше об отрицании Эйнштейном черных дыр
Осложнения в теории скорости света Эйнштейна
Итак, в некотором смысле предположение Эйнштейна о универсальной скорости света решило некоторые проблемы.
Но в других отношениях это казалось очень проблематичным. Чтобы понять почему, представьте себе следующий сценарий. Представьте себе космический корабль, который движется в космосе со скоростью, равной половине скорости света.
Когда космический корабль приближается к космической станции, пилот космического корабля включает фары. Тому, кто стоит на космической станции, следует спросить себя, какова скорость приближающегося светового луча?
Поскольку космический корабль движется со скоростью, равной половине скорости света, а сам свет, разумеется, движется со скоростью света, падающий свет должен двигаться со скоростью, в 1,5 раза превышающей скорость света. Но это, конечно, противоречит исходному предположению Эйнштейна о том, что свет всегда движется с одной и той же скоростью.
Для Эйнштейна никто никогда не должен измерять скорость света, которая движется в 1,5 раза больше скорости света или с любой другой скоростью, отличной от скорости света. Так что, по крайней мере, на первый взгляд может показаться, что аксиома Эйнштейна о всеобщей скорости света приводит к парадоксальной бессмыслице.
Обдумывая этот пример, мы использовали то, что физики называют «преобразованием Галилея». При преобразовании Галилея скорости просто складываются.
В предыдущем случае, например, мы сказали, что половина скорости света плюс скорость света равняется 1,5-кратной скорости света. Наша интуиция и наш опыт сильно поддерживают такого рода рассуждения.
Он отлично работает в любых ситуациях. На самом деле, такого рода рассуждения настолько интуитивны, что трудно представить, что мир может работать как-то иначе.
Но, согласно Эйнштейну, преобразование Галилея точно только в тех ситуациях, когда все движется со скоростью, намного меньшей скорости света. В других ситуациях — когда что-то движется со скоростью, сравнимой со скоростью света, — преобразование Галилея не работает и дает сбой.
Преобразование Лоренца
Вместо преобразования Галилея Эйнштейн принял альтернативу, известную как «преобразование Лоренца». Для медленно движущихся объектов преобразование Лоренца почти идентично обычному преобразованию Галилея.
Например, согласно этим уравнениям, две небольшие скорости складываются нормально: одна миля в час плюс две мили в час равняется трем милям в час.
Вывод преобразования Лоренца, использованного Эйнштейном для демонстрации того, что свет распространяется с фиксированной и постоянной скоростьюДругими словами, наша интуиция работает отлично, пока все в задаче движется со скоростью, намного меньшей, чем скорость легкий. Но для объектов, движущихся со скоростями, близкими к скорости света, преобразования Лоренца ведут себя совсем по-другому.
Во-первых, комбинации скоростей никогда не превышают скорости света. Например, согласно этим уравнениям, половина скорости света плюс скорость света равна скорости света. Используя преобразование Лоренца, свет всегда распространяется с одной и той же скоростью — точно так же, как Эйнштейн принял за отправную точку.
30 июня 1905 года Эйнштейн представил статью под названием «Об электродинамике движущихся тел» в престижный немецкий журнал Annals of Physics .