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진공 상태에서 전자기 파의 속도를 어떻게 알 수 있습니까?

문자 'C'로 표시되는 진공 상태에서 전자기파의 속도는 자연의 기본 상수입니다. 우리는 실험 측정과 이론적 이해의 조합을 통해 그 가치를 알고 있습니다. 방법은 다음과 같습니다.

1. 맥스웰의 방정식 :

* 19 세기에 제임스 서기 맥스웰 (James Clerk Maxwell)은 전기와 자기를 통합하는 일련의 방정식을 공식화했습니다. 이 방정식은 전자기파의 존재를 예측하고 속도를 계산하는 방법을 제공했습니다.

* Maxwell의 방정식은 빛의 속도 (c)를 여유 공간의 유전율 (ε₀) 및 투과성 (μ₀)과 관련시킵니다.

* c =1 / √ (ε₀μ₀)

2. 실험 검증 :

* 직접 측정 : 빛의 속도는 다음을 포함한 다양한 기술을 사용하여 직접 측정되었습니다.

* 회전 미러 실험 : 이 실험은 고속으로 회전하는 거울을 사용하여 빛이 알려진 거리를 이동하는 데 걸리는 시간을 측정합니다.

* 간섭계 : 이 기술은 광파의 간섭 패턴을 사용하여 높은 정밀도로 빛의 속도를 측정합니다.

* 간접 측정 : 빛의 속도는 다른 상황에서 빛의 행동을 관찰함으로써 간접적으로 추론 할 수 있습니다.

* 빛의 주파수와 파장 측정 : 빛의 속도는 주파수와 파장 (c =fλ)의 산물입니다. 이러한 값을 정확하게 측정함으로써 빛의 속도를 결정할 수 있습니다.

* 거대한 물체에 의한 빛의 편향을 관찰 : 일반적인 상대성에 의해 예측 된 대규모 물체 주위의 빛의 굽힘은 빛의 속도에 달려 있습니다.

3. 'C'의 값 :

* 이러한 다양한 실험적이고 이론적 인 방법을 통해 진공의 빛 속도는 초당 대략 299,792,458 미터 (m/s) 로 결정되었습니다. .

*이 값은 매우 근본적이므로 이제 미터의 길이를 정의하는 데 사용되어 정확한 값이됩니다.

요약하면, 진공 상태에서 빛의 속도에 대한 우리의 지식은 Maxwell의 방정식에 기초한 이론적 예측과 이러한 예측을 확인한 풍부한 실험 측정의 조합에서 비롯됩니다. .

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