הבדלים בין גרסאות בדף "מהירות האור"

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(היסטוריה של מדידת מהירות האור)
שורה 29: שורה 29:
 
המטרה של תיזמון הארועים היתה חישוב מדויק של זמן המחזור של איו ושימוש בהם על מנת לחזות ארועים עתידים.
 
המטרה של תיזמון הארועים היתה חישוב מדויק של זמן המחזור של איו ושימוש בהם על מנת לחזות ארועים עתידים.
  
רומר הבחין כי מחזור הסיבוב של איו סביב צדק משתנה בזמן...
+
רומר הבחין כי מחזור הסיבוב של איו סביב צדק משתנה בזמן וזמני הליקויים מפגרים אחר התחזית כאשר כדור הארץ מתרחק מצדק. רומר הציע כי הסבר לתופעה היא שהאור נע במהירות סופית ועל סמך זמני הפיגור הנ"ל והמרחק בין כדור הארץ לשמש (שלא היה ידוע היטב באותה התקופה - ראו מאמר בנושא: [[טרנזיט]]) רומר העריך כי מהירות האור הינה כ ...
 +
 
 +
מדידות מדויקות יותר ...
  
 
  בעריכה
 
  בעריכה

גרסה מ־08:21, 13 בינואר 2010

מהירות הקרינה האלקטרומגנטית בריק (ואקום) קרויה מהירות האור בריק (באנגלית Speed of Light), והיא מהווה חסם עליון על כל המהירויות היחסיות בטבע. כלומר זו היא המהירות הגבוה ביותר הידועה לנו שבה ניתן להעביר גופים חומריים או אינפורמציה.

ראו גם: קבועים פיזיקלים.

מהירות האור בריק היא קבוע פיזקלי שמציין את המהירות שבה מתקדמת קרינה אלקטרומגנטית. מהירות האור של גל אלקטרומגנטי איננה תלויה (ככל הנראה) בתדירות הגל. ערכה של מהירות האור מוגדר כ c=299,792,458 מטר לשניה. יש לציין כ ערכו של קבוע זה הינו הגדרה (ולא מדידה). למעשה מדידה מדויקת יותר של מהירות האור מגדירה את יחידת המרחק מטר טוב יותר (להגדרת השנייה ראו מאמר מורחב בנושא: מערכות זמן). במילים אחרות המטר מוגדר כמרחק שהאור עובר בריק ב 1 חלקי 299,792,458 שניות SI.

הרעיון שמהירות האור הינה המהירות הגבוהה ביותר של עצמים בטבע עומד בבסיסה של תורת היחסות הפרטית.

מהירות האור בריק קשורה לפראמביליות של הריק, μ0 ולפרמטטיביות של הריק ε0 ע"י הקשר:

\epsilon_{0}=\,\frac{1}{\mu_{0} c^{2}}


מהירות האור בחומר נמוכה יותר מאשר מהירות האור בריק. היחס בין מהירות האור בריק למהירות האור בחומר נקרא מקדם השבירה של החומר. כמו כן בנוכחות שדות כבידה חזקים מהירות האור נמוכה יותר (ראו גם: עידוש כבידתי).


היסטוריה של מדידת מהירות האור

הגאומטריה של תופעות ירחי צדק עם צדק. (1) – כניסה למעבר ירח של צדק על צדק. (2) – יציאה ממעבר ירח של צדק על צדק. (3) – התחלת הטלת צל של ירח של צדק על צדק. (4) – סיום הטלת צל של ירח של צדק על צדק. (5) – כניסה להתכסות של ירח של צדק בצדק. (7) – יציאה מהתכסות של ירח צדק מצדק. (6) – כניסה לליקוי של ירח של צדק בצילו של צדק. (8) – יציאה מליקוי של ירח של צדק בצילו של צדק. ראו גם: ירחי צדק - תצפית בהתכסויות, ליקויים, תופעות הדדיות ומיקום.

אם כי מדענים רבים העריכו את מהירות האור, המדידה הכמותית הראשונה של גודל זה נעשתה ע"י האסטרונום אול רומר (Ole Rømer).

בעיה חשובה שהעסיקה את המדע במאה ה-17 היתה הצורך למדוד את קו האורך על כדור הארץ בעת מסע ימי. את הבעיה הנ"ל ניתן לפתור בקלות באמצעות שעון מדויק. אך באותה עת לא היו קיימים שעונים מדויקים אותם ניתן לשאת על אוניות. רומר ואחרים ניסו אם כן לעשות שימוש בתנועתם של גרמי שמיים כשעונים מדויקים.

הירחים הגליליאנים (איו, אירופה, גנימד וקליסטו) של צדק הם קלים לצפייה באמצעות טלסקופ קטן והם מקיפים את צדק במחזוריות קבועה. על כן, ניתן לחשוב שאולי ניתן להשתמש בהם כ"שעון". למעשה רעיון זה הוצא לראשונה ע"י גלילאו. רומר החל לתזמן ליקויים של הירח הפנימי ביותר איו המקיף את צדק כל 42 שעות ו 28 דקות. בליקויים כאלו, איו נכנס לצילו של כוכב הלכת צדק ונעלם עבור צופה מכדור הארץ (ראו איור משמאל) המטרה של תיזמון הארועים היתה חישוב מדויק של זמן המחזור של איו ושימוש בהם על מנת לחזות ארועים עתידים.

רומר הבחין כי מחזור הסיבוב של איו סביב צדק משתנה בזמן וזמני הליקויים מפגרים אחר התחזית כאשר כדור הארץ מתרחק מצדק. רומר הציע כי הסבר לתופעה היא שהאור נע במהירות סופית ועל סמך זמני הפיגור הנ"ל והמרחק בין כדור הארץ לשמש (שלא היה ידוע היטב באותה התקופה - ראו מאמר בנושא: טרנזיט) רומר העריך כי מהירות האור הינה כ ...

מדידות מדויקות יותר ...

בעריכה

ב 1972 הדיוק במדידת מהירות האור נתקע במכשול חדש - יחידת האורך המטר לא היתה מוגדרת בצורה מספיק מדויקת עד אותה עת. לפני 1960, המטר הוגדר באמצעות "סרגל סטנדרטי" שהיה ממוקם במוזאון למידות ומשקולות בפריס. החל משנות ה-60 של המאה ה-20 החלו לעשות שימוש בקו ספקטרלי של מנורת קריפטון להגדיר את המטר, אך גם הגדה זו לא היתה מדויקת דיה מפאת אסימטריה בקו הספקטרלי שבו נעשה שימוש. על מנת לפתור את הבעיה בשנות ה-70 הוחלט להגדיר את המטר באמצעות מהירות האור. כך שמטר אחד שווה למרחק שאותו עובר האור בריק (ואקום) בפרק זמן של 1 חלקי 299,792,458 של שניית ה SI.

מהירות האור ומדידת מרחק

לעיתים תכופות נהוג לעשות שימוש במהירות האור למדידת מרחק. הדבר נעשה ע"י הגדרת המרחק אותו האור עובר בפרק זמן מסוים. לדוגמא, שניית אור הוא המרחק שהאור עובר בשנייה, דקת אור הוא המרחק שהאור עובר בדקה וכו' (ראו גם: יחידות מרחק באסטרונומיה).

להלן טבלה להמרה בין יחידות מרחק נבחרות.


טבלת המרה בין יחידות מרחק
ס"מ מטר שניות אור יחידות אסטרונומיות ימי אור שנות אור פרסק
ס"מ 100 ס"מ 2.99792458\times10^{10} ס"מ 1.49597870691\times10^{13} ס"מ 2.5902068\times10^{15} ס"מ 9.4607305\times10^{17} ס"מ 3.08567758\times10^{18} ס"מ
מטר 0.01 מטר 2.99792458\times10^{8} מטר 1.49597870691\times10^{11} מטר 2.5902068\times10^{13} מטר 9.4607305\times10^{15} מטר 3.08567758\times10^{16} מטר
שניות אור 3.335641\times10^{-11} שניות אור 3.335641\times10^{-9} שניות אור 499.00478380614 שניות אור 86400 שניות אור 3.1557600\times10^{7} שניות אור 1.029271\times10^{8} שניות אור
יחידות אסטרונומיות 6.68458712\times10^{-14} י"א 6.68458712\times10^{-12} י"א 0.0020039888 י"א 173.14463268466 י"א 63241.077 י"א 206264.80625 י"א
ימי אור 3.860696\times10^{-16} ימי אור 3.860696\times10^{-14} ימי אור 1.157407\times10^{-5} ימי אור 0.005775518 ימי אור 365.25 ימי אור 1191.3 ימי אור
שנות אור 1.05700\times10^{-18} שנות אור 1.05700\times10^{-16} שנות אור 3.16881\times10^{-8} שנות אור 1.58125\times10^{-5} שנות אור 0.00273785 שנו אור 3.261564 שנות אור
פרסק 3.240779\times10^{-19} פרסק 3.240779\times10^{-17} פרסק 9.71561\times10^{-9} פרסק 4.84813681\times10^{-6} פרסק 0.000839429 פרסק 0.306601 פרסק


ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית


מחברים


ערן אופק