ТърсиУченик? Влез с код30 дни безплатноБезплатно
Класове
Начален етап
Прогимназиален етап
Гимназиален етап
Всички игриНВО и матуриЦениСтатииВидеоЗа родителиЗа училищаВход за учителиУченик? Влез с код
Физика и астрономия · 12 клас · урок 5 от 12

Скорост на светлината

Скоростта на светлината във вакуум е около 300 000 km/s и е най-голямата възможна скорост за предаване на сигнал. Първата ѝ оценка е от наблюдения на спътника на Юпитер Йо, а по-късно е измерена точно с лабораторни методи. Опитът на Майкелсън и Морли показва, че тя не зависи от движението на Земята. Това води до втория постулат на Айнщайн: скоростта на светлината е една и съща във всички инерциални отправни системи.

Играйте само този урок:Вярно или невярноТаблоБомбаНадбягванеОтборен тест А/Б/В/ГГорещ стол

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • c ≈ 3·108 m/s (точно 299 792 458 m/s).
  • Първи постулат: всички инерциални системи са равноправни.
  • Втори постулат: c не зависи от движението на източника и наблюдателя.
  • Опитът на Майкелсън и Морли (1887 г.) не открива "етерен вятър".
  • Светлината от Слънцето стига до Земята за около 8 min.

Пример

Радиосигнал до Луната (около 384 000 km) и обратно пътува 2·3,84·108/3·108 ≈ 2,6 s.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Каква е най-голямата скорост за предаване на сигнал според специалната теория на относителността?
    • Скоростта на звука
    • Скоростта на светлината във вакуум
    • Втората космическа скорост
    • Няма ограничение

    Отговор: Скоростта на светлината във вакуум c

    Никой сигнал и никое тяло с маса не могат да достигнат или надминат c.

  2. Кой опит показва, че скоростта на светлината не зависи от движението на Земята?
    • Опитът на Юнг
    • Опитът на Майкелсън и Морли
    • Опитът на Ръдърфорд
    • Опитът на Кавендиш

    Отговор: Опитът на Майкелсън и Морли

    Интерферометърът не отчита промяна на скоростта на светлината по различни направления.

  3. За колко време приблизително светлината стига от Слънцето до Земята?
    • ≈ 8 s
    • ≈ 8 min
    • ≈ 8 h
    • ≈ 1 s

    Отговор: ≈ 8 min

    t = 1,5·1011 m : 3·108 m/s = 500 s ≈ 8 min.

  4. Какво твърди вторият постулат на Айнщайн?
    • Скоростта на светлината зависи от скоростта на източника
    • Времето тече еднакво във всички отправни системи
    • Скоростта на светлината във вакуум е една и съща във всички инерциални системи
    • Масата на тялото не зависи от скоростта

    Отговор: Скоростта на светлината във вакуум е една и съща във всички инерциални системи

    Това е постулатът за постоянството на скоростта на светлината.

  5. По наблюдения на какво Ремер прави първата оценка на скоростта на светлината (1676 г.)?
    • Слънчевите затъмнения
    • Фазите на Луната
    • Кометата на Халей
    • Затъмненията на спътника на Юпитер Йо

    Отговор: Затъмненията на спътника на Юпитер Йо

    Затъмненията на Йо закъсняват, когато Земята е по-далеч от Юпитер, защото светлината изминава по-дълъг път.

  6. Колко е приблизително скоростта на светлината във вакуум?
    • 3·105 m/s
    • 340 m/s
    • 3·106 km/s
    • 3·108 m/s

    Отговор: 3·108 m/s

    c ≈ 3·108 m/s = 300 000 km/s.

  7. Какво твърди първият постулат на Айнщайн?
    • Скоростта на светлината зависи от източника
    • Времето тече еднакво навсякъде
    • Инерциалните системи са равноправни
    • Има абсолютна отправна система

    Отговор: Инерциалните системи са равноправни

    Всички закони на физиката са еднакви във всички инерциални отправни системи.

  8. Какво търсят Майкелсън и Морли със своя опит през 1887 г.?
    • Фотони
    • Етерен вятър
    • Гравитационни вълни
    • Радиовълни

    Отговор: Етерен вятър

    Те търсят движението на Земята спрямо хипотетичния етер, но не откриват етерен вятър.

  9. За колко време светлината изминава разстояние 1 km?
    • ≈ 3,3 μs
    • ≈ 3,3 ms
    • ≈ 0,3 s
    • ≈ 3,3 ns

    Отговор: ≈ 3,3 μs

    t = s/c = 1000/(3·108) ≈ 3,3·10−6 s.

  10. Каква е скоростта на светлината във вода (показател на пречупване n = 1,33)?
    • ≈ 4·108 m/s
    • 3·108 m/s
    • ≈ 1,33·108 m/s
    • ≈ 2,26·108 m/s

    Отговор: ≈ 2,26·108 m/s

    v = c/n = 3·108/1,33 ≈ 2,26·108 m/s. Константата c се отнася за вакуум.

  11. Колко е точната стойност на скоростта на светлината във вакуум?
    • 300 000 000 m/s
    • 299 729 458 m/s
    • 299 792 458 m/s
    • 298 792 458 m/s

    Отговор: 299 792 458 m/s

    От 1983 г. стойността е фиксирана точно и чрез нея се определя метърът.

  12. На колко километра приблизително е равна една светлинна година?
    • ≈ 9,5·1015 km
    • ≈ 9,5·1012 km
    • ≈ 3·108 km
    • ≈ 1,5·108 km

    Отговор: ≈ 9,5·1012 km

    3·105 km/s · 3,15·107 s ≈ 9,5·1012 km.

  13. Ремер установява, че затъмненията на Йо закъсняват с около 22 min, когато Земята е от далечната страна на орбитата си. Каква скорост дава това, ако диаметърът на земната орбита е 3·1011 m?
    • ≈ 2,3·108 m/s
    • ≈ 3·108 m/s
    • ≈ 1,4·1010 m/s
    • ≈ 2,3·106 m/s

    Отговор: ≈ 2,3·108 m/s

    c ≈ 3·1011 m/1320 s ≈ 2,3·108 m/s; закъснението днес е около 16,7 min и дава по-точна стойност.

  14. Радиосигнал от Земята до Марс пътува 12,5 min. Какво е разстоянието до Марс в този момент?
    • 2,25·108 m
    • 3,75·109 m
    • 4,5·1011 m
    • 2,25·1011 m

    Отговор: 2,25·1011 m

    s = ct = 3·108·750 = 2,25·1011 m, около 1,5 AU.

  15. Наблюдател лети към звезда със скорост 0,5c. С каква скорост спрямо него идва светлината на звездата?
    • 1,5c
    • 0,5c
    • c
    • 2c

    Отговор: c

    По втория постулат скоростта на светлината във вакуум е c за всеки инерциален наблюдател.