Лекция 9. Скорость света

Фазовая скорость света или просто скорость света, распространяющегося в виде плоской волны в вакууме, - одна из основных фундаментальных физических констант. (Стандартное обозначение скорости света – с. В физике, чтобы не вносить путаницы, секунду обычно сокращенно пишут как сек, вместо рекомендованного в СИ - с.)

Современное значение с = 299792458 м/сек (точно).

Скорость света есть характеристика физического вакуума. В современной физике считают, что скорость света не зависит от того, в какой инерциальной системе отсчета ее измеряют. с считают максимально возможной скоростью движения материальных тел в Природе. При сложении скорости света со скоростями движения источников или приемников света надо пользоваться релятивистской формулой сложения скоростей, в соответствии с которой скорость света постоянна и не зависит от скорости движения этих устройств в лабораторной системе отсчета. Другое дело, что взаимное движение источника и приемника света приводит к измерению частоты и длины волны регистрируемого света в соответствии с эффектом Доплера.

Скорость света - входит как коэффициент во многие основные уравнения физики.

Наряду с фазовой скоростью света, важное значение в технике передачи информации имеет групповая скорость, под которой понимают скорость перемещения не монохроматической световой волны, а волнового пакета. В вакууме обе скорости одинаковы. В среде с дисперсией (например, в волоконном световоде) – они различаются.

Групповая скорость характеризует скорость распространения импульсного сигнала, содержащего большое число периодов колебаний несущей частоты и сохраняющего свою форму при распространении в среде. В этом случае групповая скорость – это скорость распространения огибающей волнового пакета, которая не равна фазовой скорости несущей частоты волнового пакета. Групповая скорость может сильно отличаться от фазовой скорости света в вакууме. Она может существенно превышать с, или быть близкой к нулю или даже становиться отрицательной. Опыты, демонстрирующие эти особенности при распространении импульсов в поглощающей среде, проведены в последние годы.

В случаях, когда в среде распространяются предельно короткие пикосекундные и фемтосекундные импульсы, которые недавно научились генерировать с помощью лазеров, понятие «групповая скорость» теряет физический смысл. Для таких импульсов дисперсия среды радикально изменяет форму огибающей волнового пакета и даже может приводить к расщеплению импульса по мере его распространения в среде. Поэтому в этих случаях само понятия «групповая скорость» становится неприменимым.

Дата добавления: 2014-01-13