Valon nopeus
Petri Kanninen
Olen tässä vähän aikaa ihmetellyt, miksi valonnopeus on juuri 3*10^8 m/s.
Miksei vaikka 5*10^8 m/s tai 1000 m/s? Onko tyhjiössäkin jotain joka
vastustaa sm-aaltojen liikettä? Eikö sitten olisi teoriassa mahdollista
löytää aine, joka vastustaa liikettä vielä vähemmän? Ja vielä yksi
häiritsevä juttu: Liikkuvatko sm-säteilyn sähkö- ja magneettikenttä aina
samalla nopeudella? Eli vastustavatko kaikki aineet yhtä paljon sähköä ja
magnetismia? Juuh, tälläisiä kysymyksiä sitä mielessä pyörii, vaikka
tentitkin ovat jo ohitse...
--
Petri Kanninen (pkan...@cc.hut.fi)
"Elämä muodostaa komplekseja."
Aku Ankan taskukirja -tietokanta:
http://www.perunamaa.net/taskarit/
Tuomas
Lukuarvo riippuu mittayksiköstä.
TR
Tuomas Venhola
> Hei!
>
> Olen tässä vähän aikaa ihmetellyt, miksi valonnopeus on juuri 3*10^8 m/s.
> Miksei vaikka 5*10^8 m/s tai 1000 m/s?
Jos sinulla on Young-Freedmanin University Physics (käytössä Fyssa I-III
(G):ssä) niin sivut 1028-1030, Amperen ja Faradayn laeista seuraa että
c=1/SQRT(e0 m0)
e = epsilon, m = myy, eli valonnopeus on yksi jaettuna tyhjiön
permeabiliteetilla ja olikos tuo nyt sähkövakiolla. Jaksa muistaa enää.
--
Tuomas "nyt jos kestät tämän vuoden niin on seuraava
jos kestät sen niin kestät sitten varmaan vielä yhden"
-Zen Cafe: Eipä tiennyt tyttö
Tuomas
Tässä näkyy hienosti tyypillisen fysiikanopiskelijan filosofinen yksisilmäisyys
ja se, miten omnipotentiksi oppikirja oletetaan. Itse nimittäin olisin
taipuvainen uskomaan, että valon nopeus on mikä on riippumatta herrojen Young,
Freedman, Ampere ja Faraday yrityksistä mallintaa maailmaa. Laki=kosminen
totuus??? Jatkot dev/nulliin.
TR
Juha Lyytikäinen
> Itse nimittäin olisin
> taipuvainen uskomaan, että valon nopeus on mikä on riippumatta herrojen Young,
> Freedman, Ampere ja Faraday yrityksistä mallintaa maailmaa. Laki=kosminen
> totuus???
Valonnopeus tyhjiössä on c koska tyhjiön permitiivisyys on 8,8541 E-12 F/m
ja sähkövakio on 8,9875 E9 Nm2/C2. Tämän todistaa sekin että kun väliaineen
permitiivisyys muuttuu niin muuttuu myös valon nopeus.
--
-Juha-
Petri Kanninen
Juuri tämä indusoi kysymyksen. Eli valon nopeus johdettiin fysiikan
kurssilla juuri noista tyhjiön ominaisuuksista. Heräsi vaan mielessä
kysymys siitä, että eikö voisi löytyä aine jolle nuo vakiot olisivat
pienemmät (vai suuremmat, en muista tuliko valon nopeus käänteisluvusta).
Tuohan osoittaa sen, että tyhjiökin vastustaa sm-säteilyä, joten miksei
voisi löytyä jotain mikään poistaa tuota vastusta. Jep, keskellä yötä sitä
pohtii kaikkea outoa...
Ilkka Karaila
"Petri Kanninen" <pkan...@cc.hut.fi> wrote in message
news:Pine.OSF.4.10.101052...@kosh.hut.fi...
> On Fri, 18 May 2001, Juha Lyytikäinen wrote:
>
> > Tuomas wrote:
> >
> > > Itse nimittäin olisin
> > > taipuvainen uskomaan, että valon nopeus on mikä on riippumatta
herrojen Young,
> > > Freedman, Ampere ja Faraday yrityksistä mallintaa maailmaa.
Laki=kosminen
> > > totuus???
> >
> > Valonnopeus tyhjiössä on c koska tyhjiön permitiivisyys on 8,8541 E-12
F/m
> > ja sähkövakio on 8,9875 E9 Nm2/C2. Tämän todistaa sekin että kun
väliaineen
> > permitiivisyys muuttuu niin muuttuu myös valon nopeus.
>
> Juuri tämä indusoi kysymyksen. Eli valon nopeus johdettiin fysiikan
> kurssilla juuri noista tyhjiön ominaisuuksista. Heräsi vaan mielessä
> kysymys siitä, että eikö voisi löytyä aine jolle nuo vakiot olisivat
> pienemmät (vai suuremmat, en muista tuliko valon nopeus käänteisluvusta).
> Tuohan osoittaa sen, että tyhjiökin vastustaa sm-säteilyä, joten miksei
> voisi löytyä jotain mikään poistaa tuota vastusta. Jep, keskellä yötä sitä
> pohtii kaikkea outoa...
>
Meidän käyttämässämme SI-yksikköjärjestelmässä on tyhjön permeabiliteetti
määritelty my0= 4*pi*10^-7 H/m ja pemittiivisyys eps0=10^-9/(36*pi) F/m
antavat tyhjössä Maxwelin yhtälöiden avulla valon nopeudeksi c= 3*10^8 m/s
ja tyhjön aaltoimpedanssiksi Z0=E/H==sqrt(my0/eps0) on Z0= 120*pi ohmia.
Yksiköt on kiinnitetty erilaisiin "luonnonvakioihin" ja matemaattisesti
kuvattavissa oleviin fysikaalisiin riippuvuuksiin niiden toistettavuuden
varmistamiseksi eri metrologialaboratorioissa.
Kannattaa surffailla vaikka http://physics.nist.gov/
IK
Timo Laine
> "Petri Kanninen" <pkan...@cc.hut.fi> wrote in message
> > Juuri tämä indusoi kysymyksen. Eli valon nopeus johdettiin fysiikan
> Meidän käyttämässämme SI-yksikköjärjestelmässä on tyhjön permeabiliteetti
> määritelty my0= 4*pi*10^-7 H/m ja pemittiivisyys eps0=10^-9/(36*pi) F/m
> antavat tyhjössä Maxwelin yhtälöiden avulla valon nopeudeksi c= 3*10^8 m/s
> ja tyhjön aaltoimpedanssiksi Z0=E/H==sqrt(my0/eps0) on Z0= 120*pi ohmia.
Luulen, että puhutte alkuperäisen kysyjän kanssa toistenne ohi, eli
ydin ei ollut siinä, miksi c on 300000, vaan siinä että miksi c on
c. Eli jatkokysymys ylläolevaan olisi: miksi tyhjöllä on ominaisuus µ
tai eps, ja miksi ne ovat juuri µ0 ja eps0. Tyhjölle on vaikea
kuvitella jotain rakennetta, josta nuo voisivat aiheutua.
Veikkaan, että aihe on turhan laaja nyysseissä selvitettäväksi.
--
/timo
Kolme nuorukaista tanssii hienossa brittisekoilussa, joka perustuu Joseph
Wambaughin romaniin.
Timo Nousiainen
>Juuri tämä indusoi kysymyksen. Eli valon nopeus johdettiin fysiikan
>kurssilla juuri noista tyhjiön ominaisuuksista. Heräsi vaan mielessä
>kysymys siitä, että eikö voisi löytyä aine jolle nuo vakiot olisivat
>pienemmät (vai suuremmat, en muista tuliko valon nopeus käänteisluvusta).
>Tuohan osoittaa sen, että tyhjiökin vastustaa sm-säteilyä, joten miksei
>voisi löytyä jotain mikään poistaa tuota vastusta. Jep, keskellä yötä sitä
>pohtii kaikkea outoa...
On toki aineita, joissa valon vaihenopeus on suurempi kuin c, mutta
informaatio kulkee ryhmänopeudella ja se ei voi ylittää
valonnopeutta. Tyhjiössä vaihe- ja ryhmänopeus on sama.
Esimerkkinä mainittakoon tavallinen vesi, jonka taitekertoimen
reaaliosa on hyvin lyhyillä aallonpituuksilla (10 nm luokkaa) alle
1, jolloin vaihenopeus on vastaavasti suurempi kuin valonnopeus.
--
/TN
Antti
Hitaampaakin on kehitteillä.
Kari Tikkanen
: On Fri, 18 May 2001, Juha Lyytikäinen wrote:
:> Tuomas wrote:
:>
:> > Itse nimittäin olisin
:> > taipuvainen uskomaan, että valon nopeus on mikä on riippumatta herrojen Young,
:> > Freedman, Ampere ja Faraday yrityksistä mallintaa maailmaa. Laki=kosminen
:> > totuus???
:>
:> Valonnopeus tyhjiössä on c koska tyhjiön permitiivisyys on 8,8541 E-12 F/m
:> ja sähkövakio on 8,9875 E9 Nm2/C2. Tämän todistaa sekin että kun väliaineen
:> permitiivisyys muuttuu niin muuttuu myös valon nopeus.
: Juuri tämä indusoi kysymyksen. Eli valon nopeus johdettiin fysiikan
: kurssilla juuri noista tyhjiön ominaisuuksista. Heräsi vaan mielessä
: kysymys siitä, että eikö voisi löytyä aine jolle nuo vakiot olisivat
: pienemmät (vai suuremmat, en muista tuliko valon nopeus käänteisluvusta).
: Tuohan osoittaa sen, että tyhjiökin vastustaa sm-säteilyä, joten miksei
: voisi löytyä jotain mikään poistaa tuota vastusta. Jep, keskellä yötä sitä
: pohtii kaikkea outoa...
Kaksi metallilevyä tuodaan lähekkäin, jolloin niiden välissä tyhjiössä
syntyvät virtuaalihiukkaset joskus pääsee tuhoutumaan noihin levyihin.
Syntyy tyhjääkin tyhjempi tyhjiö ja siis c > c0.
Tai sitten ei, jos levyt itsessään hidastaa itse valonnopeutta ?
--
Kari Tikkanen ! . . -#- ! b ! begin
FIN-90550 OULU ! ! ! I = / f(x)dx ! s:=s+Eq(i);
FINLAND ! . . Vega ! a ! end
http://www.student.oulu.fi/~ktikkane
Ilkka Karaila
"Antti" <antk...@dlc.fi> wrote in message news:9ebaam$5g7$1...@tron.sci.fi...
> Tiettävästi on kehitetty aine jossa valo liikkuu noin kävelyvauhtia.
> Hitaampaakin on kehitteillä.
>
>
Bosonikaasu, romahtaneessa kvanttitilassa?
Muistelen...
IK
Lassi Hippeläinen
Johan valo saatiin pysähtymäänkin. Tietysti
Bose-Einstein-kondensaatilla.
-- Lassi
Henri Heinonen
> määritelty my0= 4*pi*10^-7 H/m ja pemittiivisyys eps0=10^-9/(36*pi) F/m
Mitä tarkoittaa permeabiliteetti?
Mitä tarkoittaa permittiivisyys?
Ilkka Karaila
"Henri Heinonen" <henri.h...@mbnet.fi_EISPAMMIA> wrote in message
news:9enji0$pi6$1...@news.clinet.fi...
> > Meidän käyttämässämme SI-yksikköjärjestelmässä on tyhjön
permeabiliteetti
> > määritelty my0= 4*pi*10^-7 H/m ja pemittiivisyys eps0=10^-9/(36*pi) F/m
>
> Mitä tarkoittaa permeabiliteetti?
Magneettikentän voimakkuus H kerrottuna permeabiliteetilla my0 antaa
magneettivuon tiheyden B tyhjössä. Aineilla on lisäksi suhteellinen
permeabiliteetti myr, joka on lähellä ykköstä ja kertoo miten paljon aine
poikkeaa tyhjöstä. Asiaa komplisoi sitten ferromagneettisuus, joka nostaa
tietyillä aineilla suhteellisen permeabiliteetin jopa 10^5-kertaiseksi.
Tällöin magneettivuontiheys nousee suureksi jo pienilläkin kentän
voimakkuuksilla. Jos nyt homogeenisessa B vuontiheyden omaavassa kentässä
liikutetaan L-pituioista johdinta kohtisuoraan vakionopeudella V kentän
voimakkuusvektoria vastaan, indusoituu johtimeen jännite U=B*L*V eli syntyi
alkeellinen jännitteen U antava sähkögeneraattori.
> Mitä tarkoittaa permittiivisyys?
>
Se on sähkökentän duaali magneettikentän permeabiliteetille. Magneettikenttä
etäisyydellä R yksinäisestä virtaa I kuljettavasta johtimesta on
H=I/(2*pi*R) ja vastaavasti sähkökenttä E erojännitteen U omaavien
toisistaan tyhjössä etäisyydellä d olevien tasolevyjen välissä E=U/d ja
sähkövuon tiheys on D=eps0*E. Materiaali vaikuttaa taas kuten
magneettikentän tapauksessa kertoimella epsr. Käyttö liittyy
kondensaatoreiden kapasitanssiin siten, etä periaatteessa kondensaattorin
kapasitanssi C=epsr*eps0*Aeff/dkond, missä Aeff on kondensaattorin "levyjen"
pinta-ala ja dkond niiden välinen etäisyys.
IK
Ilkka Karaila
"Henri Heinonen" <henri.h...@mbnet.fi_EISPAMMIA> wrote in message
news:9enji0$pi6$1...@news.clinet.fi...
permeabiliteetti
> > määritelty my0= 4*pi*10^-7 H/m ja pemittiivisyys eps0=10^-9/(36*pi) F/m
>
> Mitä tarkoittaa permeabiliteetti?
Dimensioiltaan permeabiliteetti on V*s/(A*m)
> Mitä tarkoittaa permittiivisyys?
ja permittiivisyys A*s/(V*m).
Katsokaa sitä toista vastaustani.
IK
Ilkka Karaila
"Henri Heinonen" <henri.h...@mbnet.fi_EISPAMMIA> wrote in message
news:9enji0$pi6$1...@news.clinet.fi...
permeabiliteetti
> > määritelty my0= 4*pi*10^-7 H/m ja pemittiivisyys eps0=10^-9/(36*pi) F/m
>
> Mitä tarkoittaa permeabiliteetti?
Se kuvaa myös väliaineen kykyä varastoida magneettikentän energiaa
W=myr*my0*H^2
jouleina kuutiometrissä.
> Mitä tarkoittaa permittiivisyys?
Samoin kuvaa väliaineen kykyä varastoida sähkökentän energiaa
W=epsr*eps0*E^2
jouleina kuutiometrissä.
Tämä lisäyksenä niihin pariin muuhun kommenttiini kysymyksistä.
IK