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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?

真空中の電磁波の速度は、シンボル c で示される自然の基本定数です。 。 これが私たちがその価値を知っている方法です:

1。 Maxwellの方程式:

* 19世紀のジェームズ書記官マックスウェルは、電界と磁場の挙動を表す一連の方程式を開発しました。これらの方程式は、光の速度、自由空間の誘電率(ε₀)、および自由空間の透過性(μ₀)の間の根本的な関係を明らかにしました。

*方程式は次のとおりです

2。実験的検証:

* フィゾーの実験(1849): Hippolyte Fizeauは、回転する歯の車輪と鏡を使用して光の速度を測定しました。彼は回転するホイールの隙間から光を照らし、それを自分自身に反映しました。ホイールの回転速度と光が移動する距離を測定することにより、彼は光の速度を計算しました。

* Michelson-Morley Experiment(1887): この実験は、光が伝播すると考えられていた「照明器具エーテル」と呼ばれる仮想媒体を検出しようとしました。この実験はこの媒体を検出できず、最終的には相対性理論の特別な理論につながりました。

* 現代のテクニック: 今日、光の速度は、干渉法やレーザー分光法などの洗練された技術を使用して、信じられないほどの精度で測定されています。

3。真空の役割:

*真空中の光の速度は、物理的なエンティティにとって可能な限り最高の速度です。

*培地(空気や水など)の光の速度は、光が媒体の原子や分子と相互作用するため、真空よりも常に遅くなります。

光の速度の値:

真空中の光の速度、 c 、ほぼ:

* 299,792,458メートルあたり (MS)

重要性:

光の速度は物理学において重要な定数であり、以下で基本的な役割を果たします。

* 特別相対性理論: アインシュタインの特別相対性理論は、自分の動きに関係なく、すべてのオブザーバーにとって光の速度が一定であるという原則に基づいて構築されています。

* 電磁気: 光の速度は、電気と磁気の基本定数に直接関連しています。

* 宇宙論: 光の速度は、宇宙の距離を測定し、宇宙の拡大を理解するために使用されます。

要約すると、Maxwellの方程式、実験的検証、および物理学のさまざまな分野におけるその基本的な役割の組み合わせによる真空中の光の速度を知っています。

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