Lysets hastighet

Lysets hastighet i vakuum er en konstant hastighet c, som i dag er definert til:

c = 299 792 458 m/s som igjen er 1 079 252 848,8 km/t

Relativitetsteorien bygger på et postulatets om at lys hastighet skal være konstant for alle observatører og uforanderlig under enhver koordinattransformasjonen. Derfor faller det naturlig å benytte lysfarten som utgangspunkt for å definere andre størrelser som meter og enheter utledet derfra. Meterdefinisjonen ble i 21. oktober 1983 knyttet til lysets hastighet og slik at denne ble et helt antall meter per sekund.

Historie

Det første kjente forsøket på å bestemme lyshastigheten ble utført av Galileo Galilei. Han utstyrte assistenten sin med en fjøslykt før de gikk opp på hver sin fjelltopp. I det Galilei avdekket sin egen lykt, skulle assistenten umiddelbart gjøre det samme, og Galilei ville ta tiden før han fikk øye på lyset. Optimistisk gikk de til verks og slik skulle lysfarten bestemmes. Det eneste redskapet Galilei hadde for å måle tidsrommet var sine egne pulsslag, og dette satte naturlig nok visse begrensninger for nøyaktigheten av forsøket. Galilei konkluderte derfor med at dersom lyset gikk med endelig hastighet, så gikk det raskere enn han kunne måle på den måten.

Senere ble det utviklet mer raffinerte metoder. I 1672 målte den danske astronomen Ole Rømer lyshastigheten ved å se på solformørkelsene til Jupiters måner. På Io varte solformørkelsen 17 minutter lenger da Jupiter og Io var på vei bort fra Jorda enn da de var på vei mot Jorda. Lyset må da tilbakelegge en større distanse. Han anslo lyshastigheten ut ifra disse observasjonene til å være 227 000 km/s, et avvik på ca. 24 %. Senere, i 1849, ble lyshastigheten målt av Hippolyte Fizeau som ved hjelp av et roterende tannhjul, speil og en mer nøyaktig metode for å måle tiden, beregnet lysfarten til 313 000 km/s, altså et avvik på mindre enn 5 % fra dagens verdi.

Lys gjennom materialer

Lyshastigheten gjennom gjennomsiktige materialer (f.eks. vann) uttrykkes ved:

v_{lys} = {c \over n}

hvor n er brytningsindeksen. Denne relasjonen er et uttrykk for prinsippet om at lys som går mellom to punkter følger den veien som gir den korteste totale transporttiden.