빛의 속도

진공에서 빛의 속도는 일반적으로 c라고 하며 물리학의 많은 영역에서 중요한 보편적 물리적 상수다. 정확한 값은 299792458m/s(약 300,000km/s 또는 186,000mi/s)로 정의된다. 국제협약에 의해 계량기는 진공상태에서 1/299792458초 간격으로 빛으로 이동하는 경로의 길이로 정의되기 때문에 정확하다. 특수상대성이성 때문에 c는 재래식 물질이나 정보의 이동속도의 상한값이다. 이 속도는 빛과 가장 흔히 연관되는 속도지만 전자기파, 중력파 등 모든 입자와 자기장 섭동이 진공에서 이동하는 속도다. 그러한 입자와 파장은 관찰자의 소스 또는 관성 기준 프레임의 움직임에 관계없이 c로 이동한다. 정전기 질량이 0이 아닌 입자는 c에 접근할 수 있지만 실제로 도달할 수는 없다. 특수상대성이론과 일반상대성이론에서 c는 공간과 시간의 상관관계를 가지며 유명한 질량 에너지 등가 방정식 E=mc2에 나타난다.

유리나 공기 등 투명한 물질을 통한 빛의 속도는 c보다 적다.마찬가지로 전선케이블의 전자파속도는 c. 광속도가 c. c를 가진 물질을 통과하는 빛의 속도 이하. v의 비율은 물질의 굴절률이다. n(n = c / v)이라고 함. 예를 들어 가시광선의 경우 일반적으로 유리의 굴절률은 약 1.5km/s로 유리광이 c/1.5×20,000km/s(124,000mi/s)로 이동한다는 것을 의미하며, 가시광선의 경우 공기의 굴절률은 약 1.0003이므로 공기중의 빛의 속도는 약 299700km/s(186220mi/s)이다.c보다 6mi/s) 느리다.

많은 실용적인 목적을 위해 빛과 다른 전자기파는 즉각적으로 전파되는 것처럼 보이지만, 그들의 유한한 속도는 장거리와 매우 민감한 측정의 영향을 크게 받는다. 먼 우주 탐사와 통신할 때, 메시지는 지구에서 우주선까지 몇 분에서 몇 시간이 걸릴 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지다. 별빛은 먼 천체를 보고 우주의 역사를 연구할 수 있도록 수년 전 별을 떠났다. 또한 빛의 속도가 제한되어 있어 프로세서와 메모리 칩 인 컴퓨터 사이의 데이터 전송이 제한된다. 빛의 속도는 비행시간 측정에서 높은 정확도로 장거리 측정에 사용할 수 있다.

올레 뢰머는 1676년 목성의 달 이오의 외관적인 움직임을 연구함으로써 빛이 유한한 속도(순간적이 아닌)로 이동한다는 것을 처음 보여주었다. 1865년 제임스 클라크 맥스웰은 빛이 전자파라고 제안하고 그의 전자기파 이론에 나타나는 c 속도로 움직였다. 1905년 알버트 아인슈타인은 어떤 관성 프레임에 대한 빛 c의 속도가 일정하고 광원의 움직임과 무관하다고 가정했다. 그는 상대성 이론을 도출하고 가정 결과를 탐구하여 변수 c가 빛과 전자기적 맥락 밖에서 관계를 맺고 있음을 보여주었다.

수세기 동안 정밀하게 측정한 결과 빛의 속도는 299792458m/s(983571056ft/s; 186282.397mi/s)로 설정되었으며, 불확실성은 40억분의 1이다. 1983년 미터는 국제 단위계(SI)로, 1/299792458초 동안 진공에서 빛에 의해 이동되는 거리로 재정의되었다.

숫자, 표기 및 단위
진공에서 빛의 속도는 보통 소문자 c라고 하며, 보통 "상수" 또는 라틴 세리타스("빠른, 순결성"을 의미한다. 1856년 빌헬름 에두아르 베버와 루돌프 콜라우쉬는 나중에 c를 다른 상수로 사용했는데, 이것은 진공상태에서 빛의 속도의 2배가 될 것이다. 역사적으로 V 기호는 1865년 제임스 클라크 맥스웰이 도입한 빛의 속도에 대한 대안으로 사용되었다. 1894년 폴 드루드는 c를 현대적인 의미로 재정의했다. 아인슈타인은 1905년 독일어 논문에서 특수상대성이론에 V를 사용했으나 빛의 속도의 표준 상징인 c로 바꿨다.

재료 매질의 파속 c와 진공 상태의 광속 c0을 사용할 수 있다. 공식 SI 문헌에 의해 지원되는 이 첨자 표기법은 진공 투과율이나 자기 상수의 경우 μ0, 진공 허용률 또는 전기 상수의 경우 μ0, 자유 공간의 임피던스(Z0) 등 다른 관련 상수와 같은 형태를 가지고 있다. 이 물건은 진공에서 빛의 속도만을 위해 c를 사용한다.

1983년부터 미터는 국제 단위계(SI)로, 빛이 진공에서 1/299792458초 이내에 이동하는 거리로 정의되었다. 이 정의는 진공에서 빛의 속도가 299792458m/s로 정확하게 고정되도록 보장한다. c의 수치는 단위 시스템마다 치수 물리적 상수로 다르다.