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真空中の電磁波の速度をどのようにして知っていますか?

文字「C」で示される真空中の電磁波の速度は、自然の基本定数です。実験的測定と理論的理解の組み合わせにより、その価値を知っています。方法は次のとおりです。

1。 Maxwellの方程式:

* 19世紀に、ジェームズ書記官マックスウェルは、電気と磁気を統一した一連の方程式を策定しました。これらの方程式は、電磁波の存在を予測し、速度を計算する方法も提供しました。

* Maxwellの方程式は、光の速度(C)を自由空間の誘電率(ε₀)および透過性(μ₀)に関連付けます。

* c =1 /√(ε₀μ₀)

2。実験的検証:

* 直接測定: 光の速度は、以下を含むさまざまな手法を使用して直接測定されています。

* 回転ミラー実験: これらの実験では、高速で回転するミラーを使用して、光が既知の距離を移動するのにかかる時間を測定します。

* 干渉法: この手法は、光波の干渉パターンを使用して、高精度で光の速度を測定します。

* 間接測定: 光の速度は、異なる状況で光の挙動を観察することにより、間接的に推測することもできます。

* 光の周波数と波長の測定: 光の速度は、その周波数と波長(c =fλ)の積です。これらの値を正確に測定することにより、光の速度を決定できます。

* 巨大なオブジェクトによる光の偏向を観察する: 一般的な相対性理論によって予測されるように、巨大な物体の周りの光の曲げは、光の速度に依存しています。

3。 「c」の値:

*これらのさまざまな実験的および理論的方法により、真空中の光の速度は約 299,792,458メートルあたり(m/s)と判断されました。 。

*この値は非常に基本的であるため、メーターの長さを定義するために使用され、正確な値になります。

要約すると、真空中の光の速度に関する私たちの知識は、Maxwellの方程式とこれらの予測を確認した実験的測定に基づく理論的予測の組み合わせから来ています。

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