Qual è la velocità di propagazione della luce? Enciclopedia scolastica

Cherson è un grande porto marittimo e fluviale sul Dnepr. Se guardi la mappa di Kherson dal satellite, puoi vedere che la città si trova sulla riva destra di un fiume navigabile, che confina con la periferia meridionale e sudorientale.

Le fuoriuscite del Dnepr che scorre a pieno ritmo formano un gran numero di laghi nella parte meridionale di Cherson:

• Bruciato;
• Uva;
• Stadera;
• Cornea;
• Chichuzhe;
• Zakitnoe.;
• Kardashinsky Liman.

Anche da sud la città è circondata da numerosi affluenti del Dnepr, che potete trovare sulla mappa di Kherson con diagrammi:

• R. Corda;
• R. Koshevaya;
• R. Trainato da cavalli trainato da cavalli
• R. Pronostico.

Nella parte sud-occidentale il territorio è occupato da vigneti, mentre nella parte nord-orientale da frutteti. Una vasta zona industriale si trova nella periferia nord-occidentale, separata dalle zone residenziali dall'autostrada Novonikolaevskoye. Questi e altri oggetti possono essere visualizzati sulla mappa di Kherson per distretto, un comodo servizio online ti aiuterà a trovare qualsiasi edificio, strada e ad avere un'idea della posizione e delle infrastrutture della città.

Mappa di Cherson con strade

La città si estende su una superficie di circa 70 km2. Le strade di Cherson sono spaziose con molto spazio verde. Kherson è collegata alla riva sinistra da un grande ponte stradale, che fa parte dell'autostrada Ostrovskoye. Una mappa di Kherson con le strade ti consente di vedere le principali autostrade e i piccoli vicoli della città.

Le più grandi arterie di trasporto automobilistico di Kherson:

• Ave. Ushakova;
• Autostrada Berislavskoe;
• st. Perikopskaja;
• st. Il'ic;
• st. Cattedrale;
• st. Stendardo Rosso.

La comunicazione interurbana viene effettuata tramite autobus, treni e trasporti fluviali. La città ha un aeroporto internazionale “Kherson Chernobaevka”. La "Porta dell'Aria", come mostra una mappa dettagliata di Kherson, si trova nella periferia orientale della città.

Ci sono 3 linee ferroviarie che attraversano l'insediamento. La stazione ferroviaria passeggeri di Kherson si trova all'incrocio tra il viale Ushakov e l'autostrada Berislavskoe. La stazione degli autobus, così come il porto fluviale, sono raggiungibili con filobus o minibus.

Il centro portuale della città è Piazza Odessa. Accanto ad essa sulla mappa di Kherson con strade e case è possibile vedere la posizione dei porti commerciali fluviali e marittimi. Qui si trova anche il più grande cantiere navale dell'Ucraina e un monumento ai primi costruttori navali. I porti di Kherson effettuano sia il trasporto passeggeri che quello merci.

Mappa di Cherson con case

Geograficamente la città è divisa in 3 parti. Il centro storico si trova nel quartiere Suvorovsky. Ci sono molti monumenti architettonici e antichi edifici della fine del XVIII secolo. e l'inizio del XIX secolo. Per passeggiare per la città è meglio usare una mappa di Kherson con strade e case. Con questo servizio online puoi trovare facilmente qualsiasi casa o monumento.

Nel centro storico si trovano:

• Amministrazione di Kherson;
• stazione degli autobus suburbani;
• Parco cittadino;
• Piazza Schmidt;
• Registro di matrimonio;
• Chiesa Greco-Sofia;
• Scuola nautica;
• Banche;
• Centri commerciali e di intrattenimento.

La scienza e l'istruzione sono ben sviluppate a Kherson. Per formare i giovani operiamo:

• 77 scuole;
• 5 college;
• 6 scuole;
• 12 scuole tecniche;
• 15 università.

Sulla mappa di Kherson con i numeri civici puoi anche trovare una delle istituzioni educative più famose della città: l'Accademia marittima statale di Kherson da cui prende il nome. Ushakova.

Nel centro della città puoi vedere sia edifici moderni e alti che strutture architettoniche basse. Spesso c'è un settore privato separato situato accanto alle aree residenziali a molti piani. Sulla mappa di Kherson è possibile vedere un gran numero di edifici bassi con case nella parte nord-occidentale vicino alla zona industriale.

La città si distingue per un gran numero di edifici religiosi. Ci sono 9 chiese cristiane, un monastero, una sinagoga e una chiesa. La maggior parte dei residenti appartiene alla fede ortodossa, circa il 4% della popolazione aderisce ad altre fedi.

Economia e industria di Cherson

La componente economica del bilancio cittadino è rappresentata da industrie come:

• Industria meccanica;
• Raffinazione del petrolio;
• Cibo e luce.

La maggior parte dei prodotti realizzati provengono dall'industria alimentare e di trasformazione. Le imprese della città, che possono essere trovate sulle mappe Yandex di Kherson, producono:

• macchinari agricoli;
• alberi cardanici;
• piatti;
• scarpe;
• tessuti;
• pasta;
• prodotti a base di vino e vodka;
• carne e pesce in scatola;
• Materiali di costruzione.

Un ruolo importante nell'economia della città e della regione è assegnato al porto commerciale marittimo. La navigazione lungo il Dnepr viene effettuata tutto l'anno. Ogni anno attraverso di essa vengono trasbordate milioni di tonnellate di prodotti.

L'attività turistica è sviluppata a Kherson. Ci sono circa 180 resort qui, dove vengono a rilassarsi non solo gli ucraini, ma anche i turisti di altri paesi. Ogni anno bambini provenienti da tutto il paese vengono nei villaggi di Arbatskaya Strelka e Skadovsk per cure e svago.

L'argomento su come misurare e quale sia la velocità della luce ha interessato gli scienziati fin dai tempi antichi. Si tratta di un argomento molto affascinante, che da tempo immemorabile è oggetto di dibattito scientifico. Si ritiene che tale velocità sia finita, irraggiungibile e costante. È irraggiungibile e costante, come l'infinito. Allo stesso tempo, è finito. Risulta essere un interessante puzzle fisico e matematico. C'è un'opzione per risolvere questo problema. Dopotutto, la velocità della luce veniva ancora misurata.

Nei tempi antichi, i pensatori lo credevano velocità della luce- questa è una quantità infinita. La prima stima di questo indicatore fu data nel 1676. Olaf Roemer. Secondo i suoi calcoli la velocità della luce era di circa 220mila km/s. Questo non era un valore del tutto accurato, ma vicino a quello vero.

La finitezza e la stima della velocità della luce furono confermate mezzo secolo dopo.

In futuro, lo scienziato Fizeau Era possibile determinare la velocità della luce dal tempo impiegato dal raggio per percorrere una distanza esatta.

Condusse un esperimento (vedi figura), durante il quale un fascio di luce partiva dalla sorgente S, veniva riflesso dallo specchio 3, interrotto dal disco dentato 2 e oltrepassava la base (8 km). Quindi veniva riflesso dallo specchio 1 e ritornava sul disco. La luce cadeva nello spazio tra i denti e poteva essere osservata attraverso l'oculare 4. Il tempo impiegato dal raggio per attraversare la base veniva determinato in base alla velocità di rotazione del disco. Il valore ottenuto da Fizeau fu: c = 313300 km/s.

La velocità di propagazione del raggio in un particolare mezzo è inferiore a questa velocità nel vuoto. Inoltre, per sostanze diverse questo indicatore assume valori diversi. Dopo pochi anni Foucault sostituì il disco con uno specchio a rotazione rapida. I seguaci di questi scienziati hanno utilizzato ripetutamente i loro metodi e progetti di ricerca.

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Qual è la velocità della luce nel vuoto?

La misurazione più accurata della velocità della luce mostra la cifra di 1.079.252.848,8 chilometri orari o 299.792.458 m/s. Questa cifra è valida solo per le condizioni create nel vuoto.

Ma per risolvere i problemi, di solito viene utilizzato l'indicatore 300.000.000 m/s. Nel vuoto, la velocità della luce in unità di Planck è 1. Pertanto, l'energia luminosa percorre 1 unità di Planck di lunghezza in 1 unità di tempo di Planck. Se in condizioni naturali si crea il vuoto, i raggi X, le onde luminose nello spettro visibile e le onde gravitazionali possono viaggiare a tali velocità.

Tra gli scienziati c'è una chiara opinione secondo cui le particelle con massa possono assumere una velocità il più vicino possibile alla velocità della luce. Ma non sono in grado di raggiungere e superare l'indicatore. La velocità più alta, prossima a quella della luce, è stata registrata durante lo studio dei raggi cosmici e durante l'accelerazione di alcune particelle negli acceleratori.

La velocità della luce in qualsiasi mezzo dipende dall'indice di rifrazione di questo mezzo.

Questo indicatore può essere diverso per frequenze diverse. La misurazione accurata della quantità è importante per il calcolo di altri parametri fisici. Ad esempio, per determinare la distanza durante il passaggio di segnali luminosi o radio in aree di rilevamento ottico, radar, rilevamento di luce e altre aree.

Gli scienziati moderni utilizzano metodi diversi per determinare la velocità della luce. Alcuni esperti utilizzano metodi astronomici e metodi di misurazione che utilizzano la tecnologia sperimentale. Molto spesso viene utilizzato il metodo Fizeau migliorato. In questo caso la ruota dentata viene sostituita con un modulatore di luce, che indebolisce o interrompe il fascio luminoso. Il ricevitore qui è un moltiplicatore fotoelettrico o fotocellula. La sorgente luminosa può essere un laser, che aiuta a ridurre l'errore di misurazione. Determinazione della velocità della luce A seconda del tempo di passaggio della base, si può procedere con metodi diretti o indiretti, che permettono anche di ottenere risultati accurati.

Quali formule vengono utilizzate per calcolare la velocità della luce?

1. La velocità di propagazione della luce nel vuoto è un valore assoluto. I fisici lo indicano con la lettera “c”. Si tratta di un valore fondamentale e costante, che non dipende dalla scelta del sistema di rendicontazione e caratterizza il tempo e lo spazio nel loro complesso. Gli scienziati presumono che questa velocità sia la velocità massima del movimento delle particelle.

   Formula della velocità della luce nel vuoto:

   s = 3 * 10^8 = 299792458 m/s

   dove c è un indicatore della velocità della luce nel vuoto.

2. Gli scienziati lo hanno dimostrato velocità della luce nell'aria coincide quasi con la velocità della luce nel vuoto. Può essere calcolato utilizzando la formula:

Sebbene nella vita di tutti i giorni sia raro che qualcuno possa calcolare direttamente quale sia la velocità della luce, l'interesse per questo problema si manifesta durante l'infanzia. Sorprendentemente, tutti noi incontriamo ogni giorno il segno della costante di velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche. La velocità della luce è una grandezza fondamentale grazie alla quale l'intero Universo esiste esattamente come lo conosciamo.

Sicuramente tutti, guardando durante l'infanzia un lampo e il successivo tuono, hanno cercato di capire cosa ha causato il ritardo tra il primo e il secondo fenomeno. Un semplice ragionamento mentale ha portato rapidamente a una conclusione logica: la velocità della luce e del suono sono diverse. Questa è la prima introduzione a due importanti quantità fisiche. Successivamente, qualcuno ha ricevuto le conoscenze necessarie e ha potuto facilmente spiegare cosa stava succedendo. Cosa causa lo strano comportamento del tuono? La risposta è che la velocità della luce, che è di circa 300mila km/s, è quasi un milione di volte superiore alla velocità di propagazione nell'aria (330 m/s). Pertanto, una persona vede prima dai fulmini e solo dopo un po 'sente il ruggito del tuono. Ad esempio, se la distanza dall'epicentro all'osservatore è di 1 km, la luce coprirà questa distanza in 3 microsecondi, ma il suono impiegherà fino a 3 s. Conoscendo la velocità della luce e il tempo di ritardo tra il lampo e il tuono, puoi calcolare la distanza.

I tentativi di misurarlo sono stati fatti da molto tempo. Adesso è piuttosto divertente leggere degli esperimenti condotti, tuttavia, in quei tempi lontani, prima dell'avvento degli strumenti di precisione, tutto era più che serio. Nel tentativo di scoprire quale sia la velocità della luce, è stato effettuato un esperimento interessante. A un'estremità della carrozza di un treno in corsa c'era un uomo con un cronometro preciso, e sul lato opposto il suo assistente della squadra apriva l'otturatore della lampada. Secondo l'idea, il cronometro avrebbe dovuto consentire di determinare la velocità di propagazione dei fotoni della luce. Inoltre, cambiando la posizione della lampada e del cronometro (mantenendo la direzione di movimento del treno), sarebbe possibile scoprire se la velocità della luce è costante, oppure se può essere aumentata/diminuita (a seconda la direzione del raggio, teoricamente, la velocità del treno potrebbe influenzare la velocità misurata nell'esperimento). Naturalmente, l'esperimento fu un fallimento, poiché la velocità della luce e la registrazione da parte di un cronometro non sono paragonabili.

Per la prima volta la misurazione più accurata fu effettuata nel 1676 grazie alle osservazioni di Olaf Roemer che notò che l'aspetto reale di Io e i dati calcolati differivano di 22 minuti. Man mano che i pianeti si avvicinavano, il ritardo diminuiva. Conoscendo la distanza era possibile calcolare la velocità della luce. Erano circa 215 mila km/s. Poi, nel 1926, D. Bradley, mentre studiava i cambiamenti nelle posizioni apparenti delle stelle (aberrazione), attirò l'attenzione su uno schema. La posizione della stella cambiava a seconda del periodo dell'anno. Di conseguenza, la posizione del pianeta rispetto al Sole ha avuto un'influenza. Si può dare un'analogia: gocce di pioggia. Senza vento volano verticalmente verso il basso, ma non appena corrono la loro traiettoria apparente cambia. Conoscendo la velocità di rotazione del pianeta attorno al Sole, è stato possibile calcolare la velocità della luce. Ammontava a 301 mila km/s.

Nel 1849 A. Fizeau condusse il seguente esperimento: tra una sorgente luminosa e uno specchio, distante 8 km, ce n'era uno rotante. La velocità della sua rotazione fu aumentata finché nell'intervallo successivo il flusso di luce riflessa si trasformò in un flusso costante (senza sfarfallio). I calcoli hanno dato 315 mila km/s. Tre anni dopo, L. Foucault utilizzò uno specchio rotante e ricevette 298mila km/s.

Gli esperimenti successivi sono diventati sempre più accurati, tenendo conto della rifrazione nell'aria, ecc. Attualmente, i dati ottenuti utilizzando un orologio al cesio e un raggio laser sono considerati rilevanti. Secondo loro equivarrebbe a 299mila km/s.

La velocità della luce è la grandezza di misurazione più insolita finora conosciuta. La prima persona che tentò di spiegare il fenomeno della propagazione della luce fu Albert Einstein. È stato lui a inventare la famosa formula E = mc² , Dove Eè l'energia totale del corpo, M- massa e C— velocità della luce nel vuoto.

La formula fu pubblicata per la prima volta sulla rivista Annalen der Physik nel 1905. Più o meno nello stesso periodo, Einstein avanzò una teoria su cosa accadrebbe a un corpo che si muovesse a velocità assoluta. Basandosi sul fatto che la velocità della luce è una quantità costante, arrivò alla conclusione che lo spazio e il tempo devono cambiare.

Pertanto, alla velocità della luce, l'oggetto si ridurrà all'infinito, la sua massa aumenterà all'infinito e il tempo praticamente si fermerà.

Nel 1977 fu possibile calcolare la velocità della luce: 299.792.458 ± 1,2 metri al secondo. Per calcoli più approssimativi si presuppone sempre un valore di 300.000 km/s. È da questo valore che si basano tutte le altre dimensioni cosmiche. È così che è apparso il concetto di "anno luce" e "parsec" (3,26 anni luce).

È impossibile muoversi alla velocità della luce, tanto meno superarla. Almeno in questa fase dello sviluppo umano. D'altra parte, gli scrittori di fantascienza cercano di risolvere questo problema da circa 100 anni sulle pagine dei loro romanzi. Forse un giorno la fantascienza diventerà realtà, perché già nel 19° secolo Jules Verne predisse la comparsa di un elicottero, di un aeroplano e della sedia elettrica, e poi era pura fantascienza!

La velocità della luce è la distanza percorsa dalla luce nell'unità di tempo. Questo valore dipende dalla sostanza in cui si propaga la luce.

Nel vuoto la velocità della luce è 299.792.458 m/s. Questa è la velocità più alta che può essere raggiunta. Quando si risolvono problemi che non richiedono particolare precisione, questo valore viene considerato pari a 300.000.000 m/s. Si presuppone che tutti i tipi di radiazioni elettromagnetiche si propaghino nel vuoto alla velocità della luce: onde radio, radiazioni infrarosse, luce visibile, radiazioni ultraviolette, raggi X, radiazioni gamma. È designato da una lettera Con .

Come è stata determinata la velocità della luce?

Nei tempi antichi, gli scienziati credevano che la velocità della luce fosse infinita. Successivamente, sono iniziate le discussioni su questo tema tra gli scienziati. Keplero, Cartesio e Fermat concordavano con l'opinione degli scienziati antichi. E Galileo e Hooke credevano che, sebbene la velocità della luce sia molto elevata, abbia ancora un valore finito.

Galileo Galilei

Uno dei primi a provare a misurare la velocità della luce fu lo scienziato italiano Galileo Galilei. Durante l'esperimento, lui e il suo assistente si trovavano su colline diverse. Galileo aprì l'otturatore della sua lanterna. Nel momento in cui l'assistente vide questa luce, dovette fare le stesse azioni con la sua lanterna. Il tempo impiegato dalla luce per viaggiare da Galileo all'assistente e ritorno si è rivelato così breve che Galileo si è reso conto che la velocità della luce è molto elevata ed è impossibile misurarla a una distanza così breve, poiché la luce viaggia quasi istantaneamente. E il tempo che ha registrato mostra solo la velocità della reazione di una persona.

La velocità della luce fu determinata per la prima volta nel 1676 dall'astronomo danese Olaf Roemer utilizzando le distanze astronomiche. Usando un telescopio per osservare l'eclissi della luna di Giove, Io, scoprì che quando la Terra si allontana da Giove, ogni eclissi successiva si verifica più tardi di quanto calcolato. Il ritardo massimo, quando la Terra si sposta dall'altra parte del Sole e si allontana da Giove ad una distanza pari al diametro dell'orbita terrestre, è di 22 ore. Anche se a quel tempo non si conosceva il diametro esatto della Terra, lo scienziato divise il suo valore approssimativo per 22 ore e ottenne un valore di circa 220.000 km/s.

Olaf Roemer

Il risultato ottenuto da Roemer suscitò sfiducia tra gli scienziati. Ma nel 1849, il fisico francese Armand Hippolyte Louis Fizeau misurò la velocità della luce utilizzando il metodo dell'otturatore rotante. Nel suo esperimento, la luce proveniente da una sorgente passava tra i denti di una ruota rotante e veniva diretta su uno specchio. Riflesso da lui, tornò indietro. La velocità di rotazione della ruota è aumentata. Quando raggiungeva un certo valore, il raggio riflesso dallo specchio veniva ritardato da un dente in movimento e l'osservatore in quel momento non vedeva nulla.

L'esperienza di Fizeau

Fizeau calcolò la velocità della luce come segue. La luce va per la sua strada l dalla ruota allo specchio in un tempo pari a t1 = 2 l/c . Il tempo impiegato dalla ruota per girare di ½ slot è t2 = T/2N , Dove T - periodo di rotazione della ruota, N - numero di denti. Frequenza di rotazione v = 1/T . Il momento in cui l'osservatore non vede la luce si verifica quando t1 = t2 . Da qui otteniamo la formula per determinare la velocità della luce:

c = 4LNv

Dopo aver effettuato i calcoli utilizzando questa formula, Fizeau lo determinò Con = 313.000.000 m/s. Questo risultato era molto più accurato.

Armand Hippolyte Louis Fizeau

Nel 1838, il fisico e astronomo francese Dominique François Jean Arago propose di utilizzare il metodo dello specchio rotante per calcolare la velocità della luce. Questa idea fu messa in pratica dal fisico, meccanico e astronomo francese Jean Bernard Leon Foucault, che nel 1862 ottenne il valore della velocità della luce (298.000.000±500.000) m/s.

Dominique Francois Jean Arago

Nel 1891, il risultato dell'astronomo americano Simon Newcomb si rivelò un ordine di grandezza più accurato del risultato di Foucault. Come risultato dei suoi calcoli Con = (99.810.000±50.000) m/s.

La ricerca del fisico americano Albert Abraham Michelson, che ha utilizzato uno specchio rotante ottagonale, ha permesso di determinare la velocità della luce in modo ancora più accurato. Nel 1926 lo scienziato misurò il tempo impiegato dalla luce per percorrere la distanza tra le cime di due montagne, pari a 35,4 km, e ottenne Con = (299.796.000±4.000) m/s.

La misurazione più accurata fu effettuata nel 1975. Nello stesso anno, la Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure raccomandò di considerare la velocità della luce pari a 299.792.458 ± 1,2 m/s.

Da cosa dipende la velocità della luce?

La velocità della luce nel vuoto non dipende né dal sistema di riferimento né dalla posizione dell'osservatore. Rimane costante, pari a 299.792.458 ± 1,2 m/s. Ma in vari mezzi trasparenti questa velocità sarà inferiore alla sua velocità nel vuoto. Qualsiasi mezzo trasparente ha una densità ottica. E più è alto, più lenta è la velocità della luce che si propaga al suo interno. Ad esempio, la velocità della luce nell'aria è maggiore della sua velocità nell'acqua e nel vetro ottico puro è inferiore a quella dell'acqua.

Se la luce si sposta da un mezzo meno denso a uno più denso, la sua velocità diminuisce. E se la transizione avviene da un mezzo più denso a uno meno denso, la velocità, al contrario, aumenta. Ciò spiega perché il raggio luminoso viene deviato al confine di transizione tra due mezzi.