空气中光的传播速度度是不是世界上最快的?

一公里等于1000米这是人们所熟知的常识,不论是公里还是米都是陆地上计量长度的单位。

学生时代的一公里体测让人痛苦

到了海上,人们却不用公里,而用海里来描述距离,为什么海上要用海里而不用公里呢?

在人们最初的大海航行上,由于没有参照物,人们无法准确得出船只航行的速度以及自己航行的距离。

这样的困扰一直持续到,有人提出地球是个球体的说法,聪明的人们便开始对地球规划经纬线。

经线出现之后,为人们测量海上的距离奠定了可能性。

其实,早在公元前就有人猜测地球是个圆形的球体,并且对球体规划好了初步的经线图。

后人在经线的规划当中,根据古人遗留下来的经线图,将地球划的周长分为360度,每一度又细分为60分,每一分对应的长度也就是一海里的距离。

由于地球是一个不规则的球体,它呈现出中间宽大,两边略小的特征,在海里的计算上,不同的位置计算出的海里距离标准也有所不同。

看似是个标准球形的地球

通常,在赤道的海里长度最短,两极地区的海里长度最长,两者相差了大约有20米左右。

具体的计算公式为“子午线长度的2倍÷360÷60=1海里的距离”,按照中国标准的海里距离来讲,一海里等于1.852公里,等于1852米。

由于经纬度位置的差异,各国对于标准海里的距离有所差异,美国一海里等于1.85101公里。

海里标准距离最短为1843米,最长的为1862米。

依照这个计算方式,人们也可以推算出地球平均半径为6371300m,这是一种非常便捷且通用的计算方法,能够推断出地球上许多距离单位。

光是有了海里不够,在轮船的航行上,人们仍旧无法得出自己航行了多少个海里,尤其是晚上的时候,所有人都进入了梦乡,第二天谁也记不清航行了多远。

最开始的时候,人们为了解决这种问题,水手们通常会在船绳上打一个结,一个结就代表了一海里的距离。

等到航行结束,水手们通过数绳子上的结来判断航行的海里,这种古朴的记录方式被保留下来。

随着人类技术进步,航船记录仪以及时钟的发明,让节计数的地位变得岌岌可危。

虽然人们已经不再用节计数,但是作为人类智慧的象征,拥有厚重的历史文化,节作为计量单位沿用至今,同时也被国际社会所认可。

公里又称千米,来源于英国单词kilometre,在后来的单位当中,人们就直接采用了km为后缀代表公里。

1790年法国组成的科学家委员会正式决定起议,将公里作为国家通用的衡量单位,其定义为“光在真空中一秒所行走距离的三十万分之一”。

后来,人们出行工具的完善,人类所能达到的速度也越来越快,人们发现,公里对于现代社会来说,是一个不错的计量单位。

相对于其他计量单位来说,如果要计算飞机的速度,米为单位的数字显得太大,但又达不到光年的长度,公里的单位恰好适中,也就在世界范围流行了起来。

在全世界统一标准之前,各国计量距离的单位都有所不同,不同的计量单位有碍于航海等其他行业的发展进程。

航海事业的发展促进社会进步

所以当中世纪欧洲的船只在航行的路上,急需一个统一的单位度量来测量海的距离和船只的速度。

海里就应运而生,它有着自己独特的计算方式,不管在地球的任何一个地方,海里单位都是相同的,广泛的通用性也就让它流传了下来。

一直到世界统一长度单位之后,考虑到历史文化因素,海里仍旧是重要的海上距离单位之一。

当然,有时为了方便大众阅读,在很多新闻报道当中也会出现,将海里数字转化为公里数字的情况。

两者没有明确的界限划分,只要能够表达出距离的概念,无论是用谁都可以。

已经习惯了公里计数的新生代们,也许会因为不了解海里单位,而将它淘汰。

事实也正是如此,新时代下,测量大海宽度距离的工具有很多,比如声波探测、航天器探测、飞行探测等技术十分成熟。

只是想要了解海中船只航行的距离极其速度,仅仅是用一个航海记录仪已经足够,海里的计算方式似乎显得落后。

不要忘记的是,海里代表着人类的智慧,即便有一天它成为了冷门的计量单位,但它所含有的历史文化底蕴永垂不朽,并且伴随着时间的增加,历史文化底蕴也在逐渐增加。

在了解海里以及公里的出现极其概念之后,其他计量单位也是人们生活当中必不可少的存在。

与人类最贴近的,还是以米为单位,米不仅是人类自身最好的计量单位,而且还是最适用的单位。

米单位的来源,是定义“通过巴黎的子午线上从地球赤道到北极点的距离的千万分之一”

1688年英国的哲学家提出,人类社会需要一个统一的计量长度单位,来衡量时间万物的距离,让人类更好地有一个距离的概念。

1789年法国大革命后首次提出了米的定义,并在意大利科学家的一篇论文当中采用metro cattolico词语的概念。

这一词语由古希腊语衍生出来,意义为“通用的测量单位”,古希腊作为古代人类历史上数学最为发达的文明,它的意义具有权威性。

古希腊不仅是数学发达的文明,也为未来数学界奠定了最基础的算法,比较著名的作品有《阿基米德全集》《圆锥曲线理论》《几何原本》。

三部著作代表了古希腊数学的最高成就,在近代科学还未来到之前,三部著作的位置难以撼动。

法国套用古希腊语的概念之后就将米的单位缩写成m,根据当时对十位进制的演算,一千米就等于一公里。

公里是基于光年之上定义的,那么光年又是一个什么神奇的存在,能够有着如此大的权能?

光年在人们日常生活当中很难用到,但在天文学上却是一个十分通用的计量单位。

模拟光线在宇宙中的样子

虽然光年当中带有一个年字,但它是一个距离的测量单位,光年顾名思义就是光一年行走的距离。

此前人们一直认为,光的传播是不需要时间的,直到1676年丹麦的科学家提出了光传播需要时间的假想,人们才开始将重点逐渐转移到光的传播上。

由于技术水平有限,一直到18世纪才被大量的科学实验证明,光传播确实是需要时间。

1728英国的天文学家首次测出光的速度在30万公里每秒,后来经过人们反复测定,得出结论,光在真空当中传播的速度为公里每秒,是人类目前发现最快速度的存在。

在爱因斯坦的相对论当中认为,物质是无法超过光速的,当一个物体的速度越接近光速,这个物体的时间流逝也就越慢。

光年单位在天文学当中显得神乎其神,而且这一单位的测量距离也大得惊人,但是对于宇宙来说,光年单位似乎也有些不够用了。

目前人类可观测宇宙的半径是456亿光年,而宇宙的边界正在以超光速膨胀。

也就是说当人类技术能够探索更深的宇宙之后,光年这一距离计量也显得足够渺小。

届时人类也许会找到比光移动得更快的存在。

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光是我们睁眼就能看到的,它是太阳发出的光,具有着极快的速度,据说光每秒能跑30万千米,8分13秒就能从太阳跑到地球。因为光速很快,所以宇宙间天体的距离常用光年表示,那1光年是多少米呢?接下来就由小编为大家好好介绍一下。

一、1光年是多少米,9.46×10^15米

1光年是一个长度单位,它表示光一年在宇宙真空中传播的距离,这一般被用来衡量天体间的距离。初中我们就学过,光每秒30万千米(米),一年是365天,一天是24小时,一小时60分钟,一分钟60秒,所以1光年是多少米?答案是5*24*60*60=9,460,730,472,580,800米,即9.46×10^15米。

Ps:1光年是很长的距离,据科学探测,我们居住的太阳系直径大约在1光年左右,由此可以想象一光年是多么的远!

二、1光年火箭要飞多久,108000年

知道1光年是多少米后,许多人对这个距离没有什么概念,其实算算“1光年火箭要飞多久”就知道了。如果按照火箭每秒4.5千米的速度,大概需要3万年才能走到。最快的美国X-43飞机每小时1万千米,一光年也需要108000年才能飞到……【查看更多】

三、人类有飞出过一光年吗,没有

知道1光年很远后,有人好奇:人类有飞出过一光年吗?据小编所知,美国旅行者1号是目前离地球最远的人造飞行器,它已经飞行了41年,截止到2018年1月2日,旅行者1号已经处于离太阳211亿公里的距离,目前虽然已经飞出了太阳系,但是距离一光年的距离还是遥遥无期……【查看更多】

四、太阳光到地球需要多长时间,8分13秒

知道光传播很快后,大家想知道:太阳光到地球需要多长时间?答案是8分13秒,相信许多人都记得这个数字。计算过程也不难,运用公式T=S/V即可,其中S就太阳与地球之间的距离=1.5亿千米,V=30万千米/s,所以T=km/(300000km/s)=493秒,约8分13秒。

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请仔细听,因为如果你不听,你就会困惑,即使你听了,也不能保证你就不会困惑。

首先,事实!光不是“东西”。不管你听说它是“波”还是“粒子”,其实它都不是。

光既表现为粒子,又表现为波。自爱因斯坦时代起,科学家就一直试图同时直接观察光的这两个方面。现在,EPFL的科学家已经成功捕捉到这种双重行为的第一张快照

  • 光是电磁辐射。这意味着有两种数学方法来描述它。
  • 在“波数学”中,光可以被描述为一种波。但这并不是真正的浪潮。真正的“波”是有媒介的。光没有介质。
  • 在“波数学”中,光可以被认为是“以波的形式传播”,有时我们也能看到这样的证据。
  • 如果你戴眼镜,我们可以用镜片中的“波数学”来分析波的传播。或者用“粒子数学”来分析光子的“过境”。
  • “波动数学”更容易用数学来解释。即使是量子物理学家在设计激光时,也会使用这种方法来处理“生成”后产生的“光束”。
  • 在波数学中,我们可以分析折射作为不同“波前速度”的结果。
  • 折射的量子力学解释要复杂得多,而且大多数时候,没有意义。即使是像我这样,研究激光的人,我使用两种数学方法。
  • 对于折射,我们一直在讨论两种“粒子”之间的相互作用。光的光子,和折射材料的电子。
  • 任何电磁波“通过”的任何材料都是折射率材料。
  • 光学材料将是折射和反射材料,但记住,几乎所有的时间,任何折射都包含一些反射。
  • 如果你在晚上透过窗户看,你可以看到这个。你可以从那扇窗户看到你自己。这种反思一直存在。
  • 现在我们需要讨论一下你所说的“轻装旅行”是什么意思。事实!它真的不是“旅行”。
  • 我已经告诉过你,你要非常非常仔细地听。我知道你可能听说过“光之旅”在高中,或者甚至是本科物理。
  • 但“波阵面”或“光的光子粒子”都不会真正移动。

这就引出了各种尴尬的问题对于高中物理老师来说,他告诉你的东西太不可思议了,你无法接受。

  • 事实上,理解这一点的最好方法是说“光子”不经历时空。
  • 我知道你可能会看到科幻小说中的星际飞船上有“激光束”,你的老师甚至可能有一个“激光笔”,你可以看到“激光束”。
  • 但在科幻小说中,带有激光的星际飞船可以通过真空。那里没有任何东西可以让“光束”相互作用。你不应该看到它。
  • 我的激光笔和教室里的空气相互作用。
  • 当我们说“光速”的时候,我们真正的意思是波的速度,如果光真的是波的话。
  • 或者如果你喜欢,我们真正的意思是光子的速度,如果光子实际上可以存在于时间和空间中,而不是产生和分辨。
  • 光子真的是非常非常可怕的东西。是爱因斯坦,他和他的朋友马克斯·普朗克,帮助发现了红外光子和光和电子的量子性质,是他第一次使用了“幽灵”这个词,当量子物理学家第一次开始看到关于光子的各种奇怪和奇妙的东西。

所以现在你需要掌握一些基本原理,并接受它们,直到你成为一名物理学本科生。

  • 首先,让我们忘记你对“线性运动”的认识。一个很好的短语,你可能认为你理解了,因为牛顿将线性运动定义为你所期待的,没有其他力作用于它的运动物体。
  • 错了!但请记住,我现在才告诉你这个,因为你需要明白,如果你还在学习牛顿(经典)物理,这是正确的思考方式。
  • 但一旦我们有了“光子”——好吧,你可能听说过光被重力弯曲,甚至可能读到一些关于折射的量子解释,但这可能已经让你迷惑了。
  • 只要说我们所观察到的“线性”只是在我们的参照系中就够了。
  • 一位非常著名的物理学家(费曼)将光子的“直线”描述为另一种东西。这是解决问题的道路。

正是这个“路径”决定了可以测量的光速。

下面是需要记住的最重要的部分。

  • 光速总是相同的。我们唯一能看到这种“幽灵般的”东西的时候,是它因重力或折射而弯曲的时候。
  • 但是记住,对于光子来说,它没有被加速。这就是牛顿在“运动”中定义直线的方法。
  • 对于牛顿的“物体”和像光子这样不能加速的物体来说,没有加速度和运动=直线。
  • 没有任何东西,绝对没有任何东西,可以以光速“移动”,除了像光子这样的东西。

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