Vận tốc ánh sáng là gì? Và những thông tin về liên quan

Vận tốc ánh sáng  là một khái niệm không còn quá xa lạ với chúng ta, hầu hết tất cả chứng ta đều được tiếp xúc với nó thông qua môn vật lý. Tuy nhiên không phải ai cững có những thông tin đầy đủ về vận tốc ánh sáng là gì, nguồn gốc, các giá trị của vận tốc thay đổi như thế nào tại các môi trường khác nhau,…

1. Vận tốc ánh sáng là gì?

Vận tốc ánh sáng là khái niệm chỉ tốc độ lan truyền của bức xạ điện từ trong  môi trường chân không, thường được kí hiệu là c. hằng số c này là một thông số vật lý cơ bản trong các ngành liên quan đến vật lý.

Năm ánh sáng, vận tốc ánh sáng là bao nhiêu

2. Nguồn gốc của vận tốc ánh sáng

Không dễ dàng nhìn thấy và biết được độ chính xác của  tốc độ ánh sáng. Ánh sáng đã có từ rất lâu. Nhưng việc tìm ra tốc độ ánh sáng phải nhờ trí tuệ con người, phát minh và quá trình nghiên cứu hàng thế kỷ của các nhà khoa học.

Ngay cả trong thời kỳ đầu hiện đại,  người ta không biết liệu ánh sáng lan truyền tức thời hay với  tốc độ hữu hạn. Kỷ lục đầu tiên về tốc độ ánh sáng  là một cuộc tranh luận giữa những người Hy Lạp cổ đại, người Hồi giáo và các nhà triết học  châu Âu thời trung cổ.

Tốc độ điện và ánh sáng

Các nhà triết học Hồi giáo  ban đầu ủng hộ quan điểm của Aristotle rằng ánh sáng không có tốc độ. Năm 1021, Alhazen (Ibn al-Haytham) đã viết một cuốn sách về quang học, thảo luận nhiều về thị giác, và  kết luận rằng một vật thể cần phát ra ánh sáng để đến được mắt người.

Do đó, Alhazen cho rằng tốc độ ánh sáng phải  truyền  với  tốc độ hữu hạn,  tốc độ ánh sáng cũng thay đổi, và giảm dần trong các vật liệu dày đặc hơn. Ông cũng cho rằng ánh sáng là một loại chất truyền đi một quãng đường dài mà chúng ta không  nhận thức được.

Cũng trong thế kỷ 11, Abū Rayhānal-Bīrūnī đồng ý với lý thuyết rằng tốc độ ánh sáng là hữu hạn, thừa nhận rằng ánh sáng phải nhanh hơn tốc độ âm thanh. Vào thế kỷ 13, Roger Bacon  sử dụng  luận điểm triết học của Alhazen và Aristotle để lập luận rằng ánh sáng không có vận tốc vô hạn trong không khí. Vào những năm 1270, Vitello đã xem xét khả năng ánh sáng sẽ di chuyển với tốc độ cao vô hạn trong chân không, nhưng  chậm lại trong các phương tiện khác.

Vào đầu thế kỷ 17, nhà thiên văn học Johannes Kepler tin rằng tốc độ ánh sáng là vô hạn vì ông tin rằng ánh sáng không thể dừng lại trong chân không. René Descartes lập luận rằng nếu tốc độ ánh sáng là hữu hạn,  có thể xác định rằng mặt trời, trái đất và mặt trăng không thẳng hàng trong thời gian diễn ra nhật thực. Vì không thể quan sát được những sai lệch này, nên Descartes kết luận rằng tốc độ ánh sáng là vô hạn. Descartes từng nói rằng nếu tốc độ ánh sáng được khẳng định là hữu hạn thì toàn bộ tư duy triết học của ông sẽ sụp đổ.

Vận tốc ánh sáng trong vật lý

3. Các giá trị của vận tốc ánh sáng

Trong môi trường chân không vận tốc ánh sáng đạt 299.792.548 m/s, tuỳ vào mức độ đòi hỏi độ chính xác trong các bài toán vật lý thì vận tốc ánh sáng (c) có thể lấy giá trị 3.108 m/s. Với vận tốc lớn như vậy, thì trong khoảng một giây ánh sáng có thể đi được vòng quanh trái đất khoảng 7 vòng.

Tuỳ thuộc vào các môi trường khác nhau vân tốc ánh sáng sẽ thay đổi. Vận tốc này tỉ lệ nghịch với chiết suất của môi trường nghĩa là chiết suất môi trường càng lớn thì vậ tốc ánh sáng càng giảm.

v = c / n

Trong đó:

  • v là vận tốc ánh sáng thực tế trong môi trường có chiết suất n
  • c là vận tốc ánh sáng trong môi trường chân không
  • n chiết suất của môi trường

Vận tốc ánh sáng là bao nhiêu m/s

4. Ứng dụng của vận tốc ánh sáng

Vận tốc ánh sáng là một đại lượng có ý nghĩa với các ngành khoa học vật lý đặc biệt là thiên văn học. Dựa vào vận tốc ánh sáng người ta có thể xác định khoảng cách thiên văn với đơn vị sử dụng là năm ánh sáng. Năm ánh sáng thường được sử dụng khi biểu diễn khoảng cách đến giữa các ngôi sao, hành tinh với nhau trong phạm vi thiên hà.

Một năm ánh sáng có giá trị bằng 9.460.528.400.000 km hay gần 9.5 ngàn tỷ km. Với khoảng cách lớn như vậy nên việc quan sát các hiện tượng thiên văn học thực ra là chúng ta xem những hiện tượng đã xảy ra trong quá khứ. Qua đó có thêm những thông tin, kiến thức để vũ trụ rộng lớn.

Năm ánh sáng, vận tốc ánh sáng trong không khí

Hy vọng với bài viết này đã giúp bạn đọc có thêm những thông tin hữu ích về vận tốc ánh sáng, hiểu được sự quan trọng của vận tốc này trong các ngành khoa học vũ trụ. Tham khảo thêm nhiều bài viết khác trên website hoachatbaotri.vn

icon up top