Astronet Астронет: М. В. Сажин,  "Физика Космоса", 1986 Скорость света
http://variable-stars.ru/db/msg/1188661

Скорость света

 c - скорость распространения эл.-магн. волн в вакууме.

Впервые вопрос о конечности скорости света был поставлен Г. Галилеем в 1638 г. Первое определение С.с. было сделано датским астрономом О. Ремером в 1676 г. по запаздыванию затмений спутников Юпитера, обусловленному орбитальным движением Земли. В лабораторных условиях измерить С.с. удалось впервые франц. ученому А. Физо в 1849 г. с помощью механич. модуляции светового потока. Одно из самых точных определений С.с. в 19 в. было сделано амер. физиком А. Майкельсоном. Он обнаружил также, что С.с. не зависит от скорости источника света (1881 г.). С 50-х гг. 20 в. методика измерений С.с. основывалась на достижениях иехники сверхвысоких частот (К. Фрум, Великобритания, 1958 г.) и на достижениях лазерной техники. Самые точные методы основаны на независимом определении длины электромагнитной волны и ее частоты с использованием эталонов единицы длины и времени.

В 1964 г. 12-я Генеральная ассамблея Международного астрономич. союза (МАС) в качестве астрономич. постоянной утвердила значение $с=299792,5\pm 0,4$ км/с. Это значение использовалось при вычисленииастрономич. эфемерид, а также для радиолокац. определения астрономической единицы. Состоявшаяся в 1979 г. 17-я ассамблея МАС рекомендовала в 1 января 1984 г. пользоваться новым, более точным значением: $с=299 792 458\pm 1,2$ м/с.

С.с. явл. не только одной из главных астрономич. постоянных, но и принадлежит к фундаментальным физ. постоянным. Она определяет предельную скорость, с к-рой может передаваться физ. взаимодействие. Объединение принципа относительности с конечностью скорости распространения физ. взаимодействий привело к созданию А. Эйнштейном в 1905 г. спец. теории относительности (СТО).

Согласно СТО, тело, обладающее массой покоя, $m_0\ne 0$, не может двигаться со скоростью $v\ge с$.

Масса движущегося тела m увеличивается при возрастании скорости:
$m=m_0\sqrt{1-(v/c)^2}$ .

Собственное время $\Delta t_0$ движущегося тела меньше соответствующего промежутка времени $\Delta t$ в системе отчсета, относительно к-рой рассматривается движение тела $\Delta t_0=\Delta t\sqrt{1-(v/c)^2}$ .

Длина движущегося тела в системе отсчета покоящегося наблюдателя сокращается: $l=l_0\sqrt{1-(v/c)^2}$ . Изменение массы частиц при релятивистских скоростях движения в ускорителях надежно установлено. Замедление времени измерено по увеличению времени полураспада нестабильных частиц, движущихся с ультрарелятивистскими скоростями. Недавно в экспериментах было косвенно проверено сокращение длины движущихся тел, величина к-рого находится в зорошем согласии с предсказаниями СТО.

Со С.с. могут двигаться только частицы с m0=0, напр., фотоны. Вывод, что масса фотона mф=0, явл. обобщением большого количества экспериментальных данных. Результат каждого конкретного эксперимента обладает нек-рой случайной погрешностью и поэтому дает лишь верхний предел для mф. Согласно данным экспериментов (1971 г.), выполненных в земных условиях, $m_ф\le 4\cdot 10^{-48}$ г. Из анализа астрономич. данных (баланса давления эл.-магн. поля при учете ненулевой массы покоя фотона и давления газа в Магеллановых Облаках) Г.В. Чибисовым (в 1976 г.) было получено более строгое ограничение: $m_ф\le 3\cdot 10^{-60}$ г. Если к.-л. эксперимент позволит показать, что $m_ф\le 10^{-65}$ г, то отличие массы покоя фотона от нуля практически никак не будет проявляться. При столь малой массе комптоновская длина волны фотона $\lambda_ф=h/cm_ф \approx 10^{28}$ см, т.е. превышает современный горизонт Вселенной.

Лит.:
Филонович С.Р., Самая большая скорость, М., 1983; Зельдович Я.Б., Новиков И.Д., Релятивистская астрофизика, М., 1967; Фрум К., Эссен Л., Скорость света и радиоволн, пер. с англ., М., 1973.

(М.В. Сажин)


Глоссарий Astronet.ru

Rambler's Top100 Яндекс цитирования