Скорость распространения световых волн всегда интересовала человека. Впервые ее измерить попытались еще до н.э., когда у людей не было соответственных средств и приборов. Однако и тогда мыслители старались найти ответ на поставленный вопрос относительно того, с какой скоростью движутся световые лучи. В тот отдаленный период удалось установить, что световые лучи всегда движутся по прямой. Древние математики смогли описать движение света с помощью математических формул. Установить точно скорость света ученые смогли только спустя два тысячелетия, когда развитие науки и техники позволило создать соответствующие точные приборы. С их помощью удалось провести эксперимент и точно зафиксировать движение светового луча.

Из чего состоит поток света?

Квантово-волновая теория объясняет природу света как сочетание электромагнитной волны и фотонов. Фотоны, или кванты, - это простейшие элементы, входящие в электромагнитную волну. Сам поток света невозможно увидеть ни в одном спектре. Его движение происходит в пространстве особым образом. Развитие теории оптики в физике позволило ввести специальное понятие для объяснения природы световой электромагнитной волны, имеющей квантовые частицы.

Свет представляет из себя луч, имеющий небольшое поперечное сечение. Поток света в пространстве перемещается в виде такого прямого луча. Соприкасаясь с границами разных сред, он начинает преломляться. В результате траектория его пути превращается из прямолинейной в криволинейную.

Современные исследования доказали, что световые лучи в разных средах движутся с разной скоростью. Самую большую скорость световой поток имеет в вакуумном пространстве. Попадая в другие среды, световой поток теряет свою скорость. Вычислив скорость света в вакууме, ученые создали целую систему измерения его движения.

История изучения скорости светового потока

Еще арабский ученый в средние века Авиценна создал гипотезу, согласно которой у движения светового потока есть конечное значение. В конце средних веков Галилей также занимался этой проблемой. Он ставил эксперимент, в котором использовал два фонаря. С их помощью он пытался установить точное время, за которое свет от одного источника будет виден в другом месте. В ходе эксперимента ученый мог только установить, что световой поток настолько быстро перемещается, что даже задержку его в тех условиях зафиксировать оказалось невозможно.

Также Галилей обратил внимание на то, что затмения спутников Юпитера происходят с одинаковой периодичностью, которая составляет 1320 секунд. Используя этот факт, датский ученый Ремер в 1676 г. произвел расчеты, согласно которым, световые лучи в вакууме распространяются со скоростью 222 тыс. км в секунду. На тот период это было самое точное вычисление скорости света.

Провести экспериментальное измерение скорости света удалось лишь через 200 лет Л. Физо. Для этого была создана особая зеркальная установка, вращающаяся с большой скоростью. В ходе эксперимента световой луч отражался от зеркальной поверхности и через 8 км снова возвращался в то же место. На самой большой скорости механизм вращения перекрывал свет, вызывая его преломление. В этот момент и была точно измерена скорость света. Она составила 312 тыс. км в секунду.

Позже Фуко создал более совершенную установку, в которой зубчатый механизм заменили на плоское зеркало. Вычисление получилось еще боле точным в ходе проведения эксперимента. Фуко получил величину, равную 288 тыс. км в секунду. После этого он решил рассчитать скорость света в воде. В результате получилась другая цифра. Из этого ученый сделал вывод о том, что скорость света в разных средах меняется.

С какой скоростью свет движется в вакууме?

В вакууме нет никаких веществ, поэтому свету в нем движется беспрепятственно. В расчетах и формулах показатель этой идеальной величины, которую невозможно достигнуть, обозначается латинской буквой С. На практике невозможно достигнуть скорости света. Любой объект на такой скорости начинает терять свои постоянные характеристики. При разгоне частиц до такой скорости, считают физики, мир может кардинально измениться или разрушиться. У световой скорости в вакууме присутствуют постоянные характеристики:

• конечность;
• неизменность;
• недостижимость.

Сегодня удалось точно установить скорость световых лучей. Она составляет 299.792.458 м/cек. Это теоретический показатель, который используется для описания категорий пространства и времени языком физики и математики. Для решения конкретных задач используется величина, равная 3•108 м/сек.

Расчет скорости света позволил выделить точное понятие метра. Эта величина, равная участку, который успевает пройти луч света за 1,299792458 секунды. Это не эталон, с помощью которого вычисляется физический показатель метра. Это теоретическая величина, используемая в математике и теоретической физике.