Eszkola

Prędkość światła

Przydatne kalkulatory i narzędzia

Prędkość światła jest stałą fizyczną opisującą prędkość poruszania się fali elektromagnetycznej (w szczególności światła widzialnego) w próżni. Oznaczana jest symbolem \(c\) i ma wartość:

\(c=299792458\dfrac{m}{s}\approx3\cdot10^{8}\dfrac{m}{s}\)

Wartość tę można wyprowadzić z równań Maxwella, otrzymując:

\(c=\sqrt{\dfrac{1}{\mu_0\cdot\epsilon_0}}\)

gdzie \(\mu_0\) jest przenikalności magnetyczną próżni, a \(\epsilon_0\) przenikalnością elektryczną.

Prędkość światła jest największą możliwą prędkością, jaką może mieć obiekt i jest niezmienna względem układu odniesienia. Zgodnie z dualizmem korpuskularno-falowym w części zjawisk światło zachowuje się jak fala, a w części jak zbiór cząstek - fotonów, które mogą osiągać tę prędkość ze względu na zerową masę spoczynkową. Warto pamiętać, że światło widzialne jest tylko wąskim zakresem długości fal elektromagnetycznych (ok. 400-700 nm). Fale o większej długości to podczerwień czy fale radiowe, a mniejszą długość mają ultrafiolet i promieniowanie X. Prędkość światła jest niezależna od długości fali.

W zależności od ośrodka, prędkość światła różni się -  w powietrzu jest bliska prędkości w próżni, ale to nie dla wszystkich ośrodków jest podobnie. W wodzie prędkość maleje do ok. 225 tyś. [m/s], dlatego obserwujemy załamanie promieni na granicy tych ośrodków. Współczynnik załamania jest stosunkiem prędkości światła w ośrodkach, na granicy których następuje załamanie. Na granicy powietrze - woda ma wartość 1.33. 

Prędkość światła jest stałą wiążącą masę \(m\) i energię \(E\) we wzorze Einsteina \(E=m\cdot c^2\). Prędkości bliskie prędkości światła nazywa się relatywistycznymi, a przy opisie ruchu obiektów z takimi prędkościami należy porzucić klasyczną transformację Galileusza na rzecz transformacji Lorentza.