Lysets hastighet

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Lysfarten
Earth to Sun - en.png
Sollys bruker omtrent 8 minutter og 17 sekunder for å bevege seg fra soloverflaten til jorda.
Presise enheter
Meter per sekund Mal:Val
Planck distanse per Planck tid
(i.e., Plancks enhet)
1
Omtrentlige verdier
kilometer per sekund 300,000
kilometer per time 1,080 million
miles per sekund 186,000
miles per time 671 million
astronomisk enhet per dag 173
Distanse Tid
en fot 1.0 Nanosekund
en meter 3.3 ns
fra geostasjonær bane til jorda 119 millisekund
lengda på equator 134 ms
fra Månen til jorda 1.3 sekund
fra Sola til jorda (1 AU) 8.3 min
fra nærmeste stjerne til sola (1.3 pc) 4.2 år
fra nærmeste galakse (Canis Major Dwarf Galaxy) til jorda. 25,000 år
gjennom melkeveien 100,000 år
fra Andromeda Galaxy (nærmeste spiralgalakse) til jorda 2.5 million år

Lysets hastighet i vakuum er en konstant hastighet c (Latin: celeritas «raskhet» eller «fart»), som i dag er definert til

 c \,=\, 299\,792\,458\ \text{m/s}\,

som igjen er 1 079 252 848,8 km/t. Lyset fra Solen trenger omtrent 8 minutter på å nå oss.

Relativitetsteorien bygger på et postulat om at lysets hastighet skal være konstant for alle observatører og uforanderlig under enhver koordinattransformasjon. Derfor faller det naturlig å benytte lysfarten som utgangspunkt for å definere andre størrelser som meteren og enheter utledet derfra. Meterdefinisjonen ble i 21. oktober 1983 knyttet til lysets hastighet og slik at denne ble et helt antall meter per sekund.

Historie[rediger | rediger kilde]

Det første kjente forsøket på å bestemme lyshastigheten ble utført av Galileo Galilei. Han utstyrte assistenten sin med en fjøslykt før de gikk opp på hver sin fjelltopp. I det Galilei avdekket sin egen lykt, skulle assistenten umiddelbart gjøre det samme, og Galilei ville ta tiden før han fikk øye på lyset. Optimistisk gikk de til verks og slik skulle lysfarten bestemmes. Det eneste redskapet Galilei hadde for å måle tidsrommet var sine egne pulsslag, og dette satte naturlig nok visse begrensninger for nøyaktigheten av forsøket. Galilei konkluderte derfor med at dersom lyset gikk med endelig hastighet, så gikk det raskere enn han kunne måle på den måten.

Senere ble det utviklet mer raffinerte metoder. I 1672 målte den danske astronomen Ole Rømer lyshastigheten ved å se på solformørkelsene til Jupiters måner. På Io varte solformørkelsen 17 minutter lenger da Jupiter og Io var på vei bort fra Jorda enn da de var på vei mot Jorda. Lyset må da tilbakelegge en større distanse. Han anslo lyshastigheten ut ifra disse observasjonene til å være 227 000 km/s, et avvik på ca. 24 %. Senere, i 1849, ble lyshastigheten målt av Hippolyte Fizeau som ved hjelp av et roterende tannhjul, speil og en mer nøyaktig metode for å måle tiden, beregnet lysfarten til 313 000 km/s, altså et avvik på mindre enn 5 % fra dagens verdi.

Lys gjennom materialer[rediger | rediger kilde]

Lyshastigheten gjennom gjennomsiktige materialer (f.eks. vann) uttrykkes ved:

v_{lys} = {c \over n}

hvor n er brytningsindeksen. Denne relasjonen er et uttrykk for prinsippet om at lys som går mellom to punkter følger den veien som gir den korteste totale transporttiden.

Lysfartobservasjoner og -eksperimenter[rediger | rediger kilde]

I flere situasjoner oppstår det intuitive situasjoner på at lysfarten blir brutt. Men i teorien så er dette ikke tilfellet. Hvis en laser beveges mot en måler, så vil man tro at farten til lys blir lagt sammen med farten til bevegelsen. Men dette er ikke tilfellet siden det blir dannet en tidsforsinkelse som gjør at lyset til laseren ikke vil ha høyere fart.