brzina svjetlosti

brzina svjetlosti (znak c), brzina širenja elektromagnetskih valova u vakuumu. Brzina svjetlosti osnovna je prirodna konstanta koja iznosi: 299 792 458 ms–1. Prema teoriji elektromagnetizma Jamesa Clerka Maxwella (1865) brzina svjetlosti povezana je s drugim dvjema prirodnim konstantama, dielektričnom permitivnošću vakuuma ε0 i magnetskom permeabilnošću vakuuma μ0 : c = 1/(ε0 μ0)1/2. Prema teoriji relativnosti to je najveća moguća brzina u realnome prostor-vremenskom kontinuumu. U relativističkoj jednadžbi Alberta Einsteina (1905), E = mc², brzina svjetlosti je konstanta razmjernosti koja povezuje masu (m) i energiju (E).

U drugim je optičkim sredstvima (zraku, vodi, staklu i dr.) brzina svjetlosti manja i ovisi o relativnoj dielektričnoj permitivnosti εr i relativnoj magnetskoj permeabilnosti μr tog sredstva: v = c/(εr μr)1/2. (→ indeks loma; svjetlost)

Povijest mjerenja

Ole Christensen Römer primijetio je da vremenski razmak između pomrčina Jupiterova satelita Ije ovisi o položaju Zemlje u odnosu na Jupiter. Zabilježio je da se, kad je Zemlja najbliže i najdalje Jupiteru, nastup pomrčina razlikuje za 1000 s (1676). Tu je razliku objasnio različitim duljinama puta koji prelazi svjetlost i izračunao brzinu svjetlosti: c = 2r / t, gdje je t = 1000 s, a r polumjer Zemljine putanje oko Sunca. Dobio je brzinu od 220 000 km/s, a najveću pogrešku u rezultat mjerenja unijela je procjena udaljenosti od Zemlje do Sunca.

Hippolyte Fizeau riješio je problem mjerenja kratkih vremenskih intervala konstrukcijom opreme za pokus s brzo rotirajućim zupčanikom i udaljenim zrcalima (1849) i prvi uspješno izmjerio brzinu svjetlosti u zemaljskim uvjetima. Dobio je brzinu od 315 000 km/s. (→ fizeauov pokus)

Léon Foucault je brzinu svjetlosti mjerio s pomoću ogledala koje se brzo rotira u zraku i vodi te pokazao da se svjetlost u vodi giba sporije (1850). Dobio je brzinu svjetlosti u zraku od 298 000 km/s.

Albert Abraham Michelson unaprijedio je Foucaultovo mjerenje brzine svjetlosti primjenjujući bolju optiku i veću udaljenost. Izmjerio je brzinu svjetlosti u zraku 299 864 km/s (1879), te ponovno uz pomoć naprednije tehnike 299 853 km/s (1883).

Citiranje:
brzina svjetlosti. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2020. Pristupljeno 29. 9. 2020. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=9885>.