Fénysebesség

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A vákuumbeli fénysebesség a fizika egyik alapvető állandója. Értéke pontosan 299 792 458 m/s minden vonatkoztatási rendszerben. Jele: c (a latin celeritas, „sebesség” szóból). Semmilyen hatás nem terjedhet gyorsabban a vákuumbeli fénysebességnél.

A fény sebessége más közegekben kisebb a vákuumbelinél. Értékét a közeg abszolút n törésmutatójából lehet kiszámolni.

$n=\frac{c}{c'}$ ,

ahol c a vákuumbeli, c' a közegbeli fénysebesség.

[szerkesztés] Mérése

A fénysebességet sokszor sokan megmérték. Először Galilei próbálta a fény sebességét megmérni két távoli hegycsúcson egy-egy lámpás segítségével. A kísérletben először Galilei nyitotta ki lámpásának ablakát, és mikor a segítője a másik hegycsúcson megpillantotta a fényt, ő is kinyitotta a sajátját. Galilei természetesen rájött, hogy a reakcióidő jelentős részét teszi ki a mérésnek, így a kísérletet különböző távolságokkal megismételte, de nem kapott eltérést, így felhagyott a próbálkozásokkal.

Az egyik legkorábbi értékelhető mérést Ole Rømer dán fizikus végezte 1676-ban. A Jupiter egyik holdját, az Iót figyelte meg távcsővel, és eltéréseket vett észre az Io keringési periódusában. Rømer az eltérésekből 227 000 kilométer per másodperc értéket kapott.

Az első sikeres mérés, mely csak földi tárgyakat használt, Hippolyte Fizeau mérése volt 1849-ben. Fizeau fénysugarakat irányított egy több kilométerre levő tükörre, és egy fogaskereket helyezett a fény útjába, melyen a fény oda-vissza áthaladt. Ha áll a kerék, akkor visszatér a fény ugyanazon a fogközön. Növelve a fordulatszámot, a fogközön átmenő fény visszatérve fogra esik, tovább növelve már a következő fogközön tud áthaladni, és így tovább. Ha ismerjük a távolságot és a fordulatszámokat, akkor a fény sebessége kiszámítható. Ő akkor 313 000 kilométer per másodpercet kapott.

Albert A. Michelson 1926-ban, forgó tükrök használatával korrigálta Rømer mérését, azt az időt mérve, amely a kaliforniai Wilson-hegy és a San Antonio-hegy távolság oda-vissza megtételéhez szükséges. A precíz méréssel 299 796 km/s értéket kapott. Hétköznapi használatra ezt gyakran felkerekítjük 300 000 km/s értékre.

[szerkesztés] A fénysebességen alapuló méter

Bay Zoltán javasolta 1965-ben, hogy a távolságegységet, a métert alapozzuk a pontosabban mérhető időegységre és a fénysebességre. Szakirodalmi kutatásokat végzett a fénysebesség állandóságával kapcsolatban. 1983-ban A Súlyok és Mértékegységek Nemzetközi Konferenciája Párizsban tartotta 17. ülését, ahol elfogadták az egységes rendszert, és megállapították:

A méter a fény által a vákuumban a másodperc 1 / 299 792 458-od része alatt megtett út hossza. Emiatt pontos érték a fénysebesség.