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冷知识:万物之光——光速》
光速,也称光速度,是物理学中的一个极为关键的概念。它代表的是光在真空中传播的速度,是宇宙中唯一的恒定速度。 光速的大小为每秒约300000公里,因此可以说光是万物速度的基准点。
光速是怎么样被发现的呢?在16世纪,格里戈里·戈林等人发现光是有速度的,但是直到300多年后的1887年,美国物理学家麦克斯韦·普朗克和奥地利物理学家阿尔伯特·迈克尔逊进行了一项著名的“迈克尔逊-莫雷实验”,通过严密的实验测定,证明了光速的不变性,且它是绝对不会改变的。
光速有多快呢?大家可以通过以下的实例来理解,如果你此刻飞往月球,你至少需要402秒钟,即6分42秒才能到达那里,但光却只需要1.28秒。再比如说,当我们在看夜空中的星星时,事实上我们是在看它们所处的位置是几年前的样子,因为光速太慢了,它需要经过高达几十年的时间才能远离地球,因此我们看到的是它们在几十年前所处的状态。
那么,光速是否几乎无法想象地快呢?虽然人类肉眼不能分辨光速,但实际上,光速速度还“可以更快”。据研究发现,相对论的贡献使许多发射器的速度超过了光速,不过当然,这些速度瞬间只是超过了光速,之后却得减速,而不是更快了。
再来说说,万物之中最快的是什么?你也许会想到飞鸟,奔跑的动物等。但实际上,肉眼所见的最快的是光。尽管声音的速度也很快,但速度却比光慢很多,大概是1/5左右。而水的流速、蜗牛是10亿偏小,龟只有1/1000亿偏小,和光相比,根本就不值一提。
光速在生活中的应用也是随处可见的。比如说,全球卫星定位系统(GPS)就是利用光速来定位的。GPS通过从四颗卫星接收信号,并测算信号传递的时间来计算出接收器与卫星之间的距离,根据卫星与接收器之间的距离计算出位置。GPS的准确度依赖于信号的传播速度,而这正是光速比较稳定的一点,从而使定位变得更加准确。
总之,光速虽然常常被人熟知,却常常被忽略。了解更多关于光速的知识不仅能让我们更好地理解自然界,还有助于我们在生活和工作中更好地应用这一知识和技术。