प्रकाश की गति वह दूरी है जो प्रकाश प्रति इकाई समय में तय करता है। यह मान उस पदार्थ पर निर्भर करता है जिसमें प्रकाश फैलता है।

निर्वात में प्रकाश की गति 299,792,458 m/s है। यह उच्चतम गति है जिसे हासिल किया जा सकता है। ऐसी समस्याओं को हल करते समय जिनमें विशेष सटीकता की आवश्यकता नहीं होती है, यह मान 300,000,000 m/s के बराबर लिया जाता है। यह माना जाता है कि सभी प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण प्रकाश की गति से निर्वात में फैलते हैं: रेडियो तरंगें, अवरक्त विकिरण, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी विकिरण, एक्स-रे, गामा विकिरण। इसे एक पत्र द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है साथ .

प्रकाश की गति कैसे निर्धारित की गई?

प्राचीन काल में वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि प्रकाश की गति अनंत थी। बाद में वैज्ञानिकों के बीच इस मुद्दे पर चर्चा शुरू हुई। केप्लर, डेसकार्टेस और फ़र्मेट प्राचीन वैज्ञानिकों की राय से सहमत थे। और गैलीलियो और हुक का मानना ​​था कि, यद्यपि प्रकाश की गति बहुत अधिक है, फिर भी इसका एक सीमित मूल्य है।

गैलीलियो गैलीली

प्रकाश की गति को मापने का प्रयास करने वाले पहले लोगों में से एक इतालवी वैज्ञानिक गैलीलियो गैलीली थे। प्रयोग के दौरान वह और उनके सहायक अलग-अलग पहाड़ियों पर थे। गैलीलियो ने अपनी लालटेन का शटर खोला। जिस समय सहायक ने यह रोशनी देखी, उसे अपनी लालटेन के साथ भी वही क्रिया करनी पड़ी। प्रकाश को गैलीलियो से सहायक तक और वापस आने में इतना कम समय लगा कि गैलीलियो को एहसास हुआ कि प्रकाश की गति बहुत अधिक है, और इतनी कम दूरी पर इसे मापना असंभव है, क्योंकि प्रकाश यात्रा करता है लगभग तुरंत। और जो समय उसने रिकॉर्ड किया वह केवल किसी व्यक्ति की प्रतिक्रिया की गति को दर्शाता है।

प्रकाश की गति पहली बार 1676 में डेनिश खगोलशास्त्री ओलाफ रोमर द्वारा खगोलीय दूरियों का उपयोग करके निर्धारित की गई थी। बृहस्पति के चंद्रमा आयो के ग्रहण को देखने के लिए एक दूरबीन का उपयोग करते हुए, उन्होंने पाया कि जैसे-जैसे पृथ्वी बृहस्पति से दूर जाती है, प्रत्येक आगामी ग्रहण गणना की तुलना में बाद में होता है। अधिकतम विलंब, जब पृथ्वी सूर्य के दूसरी ओर चली जाती है और बृहस्पति से पृथ्वी की कक्षा के व्यास के बराबर दूरी पर चली जाती है, 22 घंटे होती है। हालाँकि उस समय पृथ्वी का सटीक व्यास ज्ञात नहीं था, वैज्ञानिक ने इसके अनुमानित मान को 22 घंटे से विभाजित किया और लगभग 220,000 किमी/सेकेंड का मान प्राप्त किया।

ओलाफ रोमर

रोमर द्वारा प्राप्त परिणाम से वैज्ञानिकों में अविश्वास पैदा हो गया। लेकिन 1849 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी आर्मंड हिप्पोलीटे लुईस फ़िज़ो ने घूर्णन शटर विधि का उपयोग करके प्रकाश की गति को मापा। उनके प्रयोग में, एक स्रोत से प्रकाश एक घूमते हुए पहिये के दांतों के बीच से गुजरा और एक दर्पण पर निर्देशित किया गया। उससे विचार करके वह वापस लौट आया। पहिए के घूमने की गति बढ़ गई. जब यह एक निश्चित मूल्य पर पहुंच गया, तो दर्पण से परावर्तित किरण को एक हिलते दांत द्वारा विलंबित कर दिया गया, और पर्यवेक्षक को उस समय कुछ भी दिखाई नहीं दिया।

फ़िज़ो का अनुभव

फ़िज़ौ ने प्रकाश की गति की गणना इस प्रकार की। प्रकाश अपने रास्ते चला जाता है एल एक पहिये से दर्पण तक एक समान समय में टी 1 = 2एल/सी . एक पहिये को एक स्लॉट का आधा भाग घूमने में लगने वाला समय है टी 2 = टी/2एन , कहाँ टी - पहिया घूमने की अवधि, एन - दांतों की संख्या। घूर्णन आवृत्ति वी = 1/टी . वह क्षण जब प्रेक्षक को प्रकाश दिखाई नहीं देता तब होता है टी 1 = टी 2 . यहाँ से हमें प्रकाश की गति ज्ञात करने का सूत्र प्राप्त होता है:

सी = 4LNv

इस सूत्र का उपयोग करके गणना करने के बाद, फ़िज़ो ने यह निर्धारित किया साथ = 313,000,000 मी/से. यह परिणाम कहीं अधिक सटीक था.

आर्मंड हिप्पोलीटे लुई फ़िज़ो

1838 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी और खगोलशास्त्री डोमिनिक फ्रांकोइस जीन अरागो ने प्रकाश की गति की गणना के लिए घूर्णन दर्पण विधि का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा। इस विचार को फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी, मैकेनिक और खगोलशास्त्री जीन बर्नार्ड लियोन फौकॉल्ट ने व्यवहार में लाया, जिन्होंने 1862 में प्रकाश की गति का मान (298,000,000±500,000) मी/से. प्राप्त किया था।

डोमिनिक फ्रेंकोइस जीन अरागो

1891 में, अमेरिकी खगोलशास्त्री साइमन न्यूकॉम्ब का परिणाम फौकॉल्ट के परिणाम की तुलना में अधिक सटीक निकला। उसकी गणना के परिणामस्वरूप साथ = (99,810,000±50,000) मी/से.

अमेरिकी भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट अब्राहम मिशेलसन के शोध, जिन्होंने एक घूर्णन अष्टकोणीय दर्पण के साथ एक सेटअप का उपयोग किया, ने प्रकाश की गति को और भी अधिक सटीक रूप से निर्धारित करना संभव बना दिया। 1926 में, वैज्ञानिक ने दो पहाड़ों की चोटियों के बीच की दूरी तय करने में प्रकाश को लगने वाले समय को 35.4 किमी के बराबर मापा और प्राप्त किया साथ = (299,796,000±4,000) मी/से.

सबसे सटीक माप 1975 में किया गया था। उसी वर्ष, वजन और माप पर सामान्य सम्मेलन ने सिफारिश की कि प्रकाश की गति 299,792,458 ± 1.2 मीटर/सेकेंड के बराबर मानी जाए।

प्रकाश की गति किस पर निर्भर करती है?

निर्वात में प्रकाश की गति संदर्भ फ़्रेम या पर्यवेक्षक की स्थिति पर निर्भर नहीं करती है। यह 299,792,458 ± 1.2 मीटर/सेकेंड के बराबर स्थिर रहता है। लेकिन विभिन्न पारदर्शी मीडिया में यह गति निर्वात में इसकी गति से कम होगी। किसी भी पारदर्शी माध्यम में एक ऑप्टिकल घनत्व होता है। और यह जितना ऊँचा होता है, इसमें प्रकाश की गति उतनी ही धीमी होती है। उदाहरण के लिए, हवा में प्रकाश की गति पानी में इसकी गति से अधिक है, और शुद्ध ऑप्टिकल ग्लास में यह पानी की तुलना में कम है।

यदि प्रकाश कम सघन माध्यम से सघन माध्यम में जाता है तो उसकी गति कम हो जाती है। और यदि संक्रमण अधिक सघन माध्यम से कम सघन माध्यम में होता है, तो इसके विपरीत गति बढ़ जाती है। यह बताता है कि प्रकाश किरण दो मीडिया के बीच संक्रमण सीमा पर क्यों विक्षेपित होती है।

तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर ए. गोलूबेव

तरंग प्रसार गति की अवधारणा केवल फैलाव के अभाव में ही सरल है।

लिन वेस्टरगार्ड ह्यू उस इंस्टालेशन के पास जहां एक अनोखा प्रयोग किया गया था।

पिछले वसंत में, दुनिया भर की वैज्ञानिक और लोकप्रिय विज्ञान पत्रिकाओं ने सनसनीखेज खबरें दीं। अमेरिकी भौतिकविदों ने एक अनोखा प्रयोग किया: वे प्रकाश की गति को 17 मीटर प्रति सेकंड तक कम करने में कामयाब रहे।

हर कोई जानता है कि प्रकाश अत्यधिक गति से यात्रा करता है - लगभग 300 हजार किलोमीटर प्रति सेकंड। निर्वात में इसके मान का सटीक मान = 299792458 m/s एक मौलिक भौतिक स्थिरांक है। सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, यह अधिकतम संभव सिग्नल ट्रांसमिशन गति है।

किसी भी पारदर्शी माध्यम में प्रकाश अधिक धीमी गति से चलता है। इसकी गति v माध्यम n के अपवर्तनांक पर निर्भर करती है: v = c/n। हवा का अपवर्तनांक 1.0003, पानी का - 1.33, विभिन्न प्रकार के कांच का - 1.5 से 1.8 तक होता है। हीरे का अपवर्तनांक उच्चतम मूल्यों में से एक है - 2.42। इस प्रकार, सामान्य पदार्थों में प्रकाश की गति 2.5 गुना से अधिक कम नहीं होगी।

1999 की शुरुआत में, हार्वर्ड यूनिवर्सिटी (मैसाचुसेट्स, यूएसए) और स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी (कैलिफ़ोर्निया) के रोलैंड इंस्टीट्यूट फॉर साइंटिफिक रिसर्च के भौतिकविदों के एक समूह ने मैक्रोस्कोपिक क्वांटम प्रभाव का अध्ययन किया - तथाकथित स्व-प्रेरित पारदर्शिता, एक माध्यम के माध्यम से लेजर दालों को पारित करना वह सामान्यतः अपारदर्शी होता है. यह माध्यम एक विशेष अवस्था में सोडियम परमाणु था जिसे बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट कहा जाता है। जब लेजर पल्स से विकिरणित किया जाता है, तो यह ऑप्टिकल गुण प्राप्त कर लेता है जो वैक्यूम में गति की तुलना में पल्स के समूह वेग को 20 मिलियन गुना कम कर देता है। प्रयोगकर्ता प्रकाश की गति को 17 मीटर/सेकेंड तक बढ़ाने में कामयाब रहे!

इस अनूठे प्रयोग का सार बताने से पहले आइए कुछ भौतिक अवधारणाओं का अर्थ याद करें।

समूह गति.जब प्रकाश किसी माध्यम से फैलता है, तो दो वेग प्रतिष्ठित होते हैं: चरण और समूह। चरण वेग वी एफ एक आदर्श मोनोक्रोमैटिक तरंग के चरण की गति को दर्शाता है - सख्ती से एक आवृत्ति की एक अनंत साइन लहर और प्रकाश प्रसार की दिशा निर्धारित करती है। माध्यम में चरण वेग चरण अपवर्तक सूचकांक से मेल खाता है - वही जिसका मान विभिन्न पदार्थों के लिए मापा जाता है। चरण अपवर्तक सूचकांक, और इसलिए चरण वेग, तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। इस निर्भरता को फैलाव कहा जाता है; यह, विशेष रूप से, एक प्रिज्म से गुजरने वाली सफेद रोशनी के स्पेक्ट्रम में अपघटन की ओर ले जाता है।

लेकिन एक वास्तविक प्रकाश तरंग में विभिन्न आवृत्तियों की तरंगों का एक समूह होता है, जो एक निश्चित वर्णक्रमीय अंतराल में समूहीकृत होती हैं। ऐसे सेट को तरंगों का समूह, तरंग पैकेट या प्रकाश स्पंद कहा जाता है। ये तरंगें फैलाव के कारण विभिन्न चरण वेगों पर माध्यम से फैलती हैं। इस स्थिति में, आवेग खिंच जाता है और उसका आकार बदल जाता है। इसलिए, एक आवेग, संपूर्ण तरंगों के समूह की गति का वर्णन करने के लिए, समूह वेग की अवधारणा पेश की गई है। यह केवल एक संकीर्ण स्पेक्ट्रम के मामले में और कमजोर फैलाव वाले माध्यम में समझ में आता है, जब व्यक्तिगत घटकों के चरण वेगों में अंतर छोटा होता है। स्थिति को बेहतर ढंग से समझने के लिए हम एक स्पष्ट सादृश्य दे सकते हैं।

आइए कल्पना करें कि सात एथलीट शुरुआती लाइन पर खड़े हैं, जो स्पेक्ट्रम के रंगों के अनुसार अलग-अलग रंग की जर्सी पहने हुए हैं: लाल, नारंगी, पीला, आदि। शुरुआती पिस्तौल के संकेत पर, वे एक साथ दौड़ना शुरू करते हैं, लेकिन "लाल" एथलीट "नारंगी" की तुलना में तेज़ दौड़ता है, "नारंगी" "पीले" आदि की तुलना में तेज़ होता है, जिससे वे एक श्रृंखला में खिंच जाते हैं, जिसकी लंबाई लगातार बढ़ती रहती है। अब कल्पना करें कि हम उन्हें ऊपर से इतनी ऊंचाई से देख रहे हैं कि हम अलग-अलग धावकों को अलग नहीं कर सकते हैं, लेकिन केवल एक रंगीन स्थान देख सकते हैं। क्या समग्र रूप से इस स्थान की गति की गति के बारे में बात करना संभव है? यह संभव है, लेकिन केवल तभी जब यह बहुत धुंधला न हो, जब अलग-अलग रंग के धावकों की गति में अंतर छोटा हो। अन्यथा, स्थान मार्ग की पूरी लंबाई तक फैल सकता है, और इसकी गति का प्रश्न अर्थ खो देगा। यह मजबूत फैलाव से मेल खाता है - गति का एक बड़ा प्रसार। यदि धावकों को लगभग एक ही रंग की जर्सी पहनाई जाती है, जो केवल रंगों में भिन्न होती है (जैसे, गहरे लाल से हल्के लाल तक), तो यह एक संकीर्ण स्पेक्ट्रम के मामले के अनुरूप हो जाता है। तब धावकों की गति में बहुत अधिक अंतर नहीं होगा; चलते समय समूह काफी कॉम्पैक्ट रहेगा और गति के एक बहुत ही निश्चित मूल्य से पहचाना जा सकता है, जिसे समूह गति कहा जाता है।

बोस-आइंस्टीन सांख्यिकी.यह तथाकथित क्वांटम सांख्यिकी के प्रकारों में से एक है - एक सिद्धांत जो उन प्रणालियों की स्थिति का वर्णन करता है जिनमें बहुत बड़ी संख्या में कण होते हैं जो क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करते हैं।

सभी कण - परमाणु में निहित और मुक्त दोनों - दो वर्गों में विभाजित हैं। उनमें से एक के लिए पाउली अपवर्जन सिद्धांत मान्य है, जिसके अनुसार प्रत्येक ऊर्जा स्तर पर एक से अधिक कण नहीं हो सकते। इस वर्ग के कणों को फ़र्मिअन कहा जाता है (ये इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन हैं; उसी वर्ग में विषम संख्या में फ़र्मिअन वाले कण शामिल हैं), और उनके वितरण के नियम को फ़र्मी-डिराक सांख्यिकी कहा जाता है। दूसरे वर्ग के कणों को बोसॉन कहा जाता है और वे पाउली सिद्धांत का पालन नहीं करते हैं: एक ऊर्जा स्तर पर असीमित संख्या में बोसॉन जमा हो सकते हैं। ऐसे में हम बात करते हैं बोस-आइंस्टीन सांख्यिकी की. बोसॉन में फोटॉन, कुछ अल्पकालिक प्राथमिक कण (उदाहरण के लिए, पाई-मेसन), साथ ही समान संख्या में फर्मियन से युक्त परमाणु शामिल हैं। बहुत कम तापमान पर, बोसॉन अपने निम्नतम-बुनियादी-ऊर्जा स्तर पर एकत्र होते हैं; फिर वे कहते हैं कि बोस-आइंस्टीन संघनन होता है। घनीभूत परमाणु अपने व्यक्तिगत गुण खो देते हैं, और उनमें से कई लाखों एक जैसा व्यवहार करना शुरू कर देते हैं, उनके तरंग कार्य विलीन हो जाते हैं, और उनके व्यवहार को एक समीकरण द्वारा वर्णित किया जाता है। इससे यह कहना संभव हो जाता है कि कंडेनसेट के परमाणु लेजर विकिरण में फोटॉन की तरह सुसंगत हो गए हैं। अमेरिकन नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट की इस संपत्ति का उपयोग "परमाणु लेजर" बनाने के लिए किया (विज्ञान और जीवन संख्या 10, 1997 देखें)।

स्व-प्रेरित पारदर्शिता।यह अरेखीय प्रकाशिकी के प्रभावों में से एक है - शक्तिशाली प्रकाश क्षेत्रों का प्रकाशिकी। यह इस तथ्य में निहित है कि एक बहुत ही छोटी और शक्तिशाली प्रकाश नाड़ी एक माध्यम से क्षीणन के बिना गुजरती है जो निरंतर विकिरण या लंबी दालों को अवशोषित करती है: एक अपारदर्शी माध्यम इसके लिए पारदर्शी हो जाता है। स्व-प्रेरित पारदर्शिता दुर्लभ गैसों में 10 -7 - 10 -8 सेकेंड के क्रम की पल्स अवधि के साथ और संघनित मीडिया में - 10 -11 सेकेंड से कम देखी जाती है। इस मामले में, नाड़ी में देरी होती है - इसका समूह वेग बहुत कम हो जाता है। यह प्रभाव पहली बार 1967 में मैक्कल और खान द्वारा 4 K के तापमान पर रूबी पर प्रदर्शित किया गया था। 1970 में, निर्वात में प्रकाश की गति से कम परिमाण (1000 गुना) के तीन ऑर्डर पल्स वेग के अनुरूप देरी रुबिडियम में प्राप्त की गई थी वाष्प.

आइए अब 1999 के अनोखे प्रयोग की ओर रुख करते हैं। इसे लेन वेस्टरगार्ड होवे, ज़ाचरी डटन, साइरस बेरुसी (रोलैंड इंस्टीट्यूट) और स्टीव हैरिस (स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी) द्वारा किया गया था। उन्होंने सोडियम परमाणुओं के घने, चुंबकीय रूप से रखे हुए बादल को तब तक ठंडा किया जब तक कि वे जमीनी अवस्था, सबसे निचले ऊर्जा स्तर पर वापस नहीं आ गए। इस मामले में, केवल उन परमाणुओं को अलग किया गया था जिनका चुंबकीय द्विध्रुवीय क्षण चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के विपरीत निर्देशित था। इसके बाद शोधकर्ताओं ने बादल को 435 nK (नैनोकेल्विन, या 0.000000435 K, लगभग पूर्ण शून्य) से कम तक ठंडा कर दिया।

इसके बाद, कंडेनसेट को इसकी कमजोर उत्तेजना ऊर्जा के अनुरूप आवृत्ति के साथ रैखिक रूप से ध्रुवीकृत लेजर प्रकाश की "युग्मन किरण" से रोशन किया गया था। परमाणु उच्च ऊर्जा स्तर पर चले गए और प्रकाश को अवशोषित करना बंद कर दिया। परिणामस्वरूप, कंडेनसेट निम्नलिखित लेजर विकिरण के लिए पारदर्शी हो गया। और यहां बहुत ही अजीब और असामान्य प्रभाव दिखाई दिए। मापों से पता चला है कि, कुछ शर्तों के तहत, बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट से गुजरने वाली एक नाड़ी को सात परिमाण के परिमाण से प्रकाश की धीमी गति के अनुरूप देरी का अनुभव होता है - 20 मिलियन का कारक। प्रकाश नाड़ी की गति धीमी होकर 17 मीटर/सेकेंड हो गई, और इसकी लंबाई कई गुना कम होकर 43 माइक्रोमीटर हो गई।

शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि कंडेनसेट के लेजर हीटिंग से बचकर, वे प्रकाश को और भी धीमा करने में सक्षम होंगे - शायद प्रति सेकंड कई सेंटीमीटर की गति तक।

ऐसी असामान्य विशेषताओं वाली एक प्रणाली पदार्थ के क्वांटम ऑप्टिकल गुणों का अध्ययन करना संभव बनाएगी, साथ ही भविष्य के क्वांटम कंप्यूटरों के लिए विभिन्न उपकरण भी बनाएगी, उदाहरण के लिए, एकल-फोटॉन स्विच।

रंग, तरंग दैर्ध्य या ऊर्जा के बावजूद, निर्वात में प्रकाश की यात्रा की गति स्थिर रहती है। यह स्थान और समय में स्थान या दिशाओं पर निर्भर नहीं करता है

ब्रह्मांड में कोई भी चीज़ निर्वात में प्रकाश से तेज़ गति से यात्रा नहीं कर सकती है। 299,792,458 मीटर प्रति सेकंड। यदि यह एक विशाल कण है, तो यह केवल इस गति तक पहुंच सकता है, लेकिन उस तक नहीं पहुंच सकता; यदि यह एक द्रव्यमानहीन कण है, तो इसे खाली स्थान में होने पर हमेशा इसी गति से चलना चाहिए। लेकिन हम यह कैसे जानते हैं और इसका कारण क्या है? इस सप्ताह हमारे पाठक ने हमसे प्रकाश की गति से संबंधित तीन प्रश्न पूछे हैं:

प्रकाश की गति सीमित क्यों है? वह जैसी है वैसी क्यों है? तेज़ और धीमी क्यों नहीं?

19वीं सदी तक हमारे पास इस डेटा की पुष्टि भी नहीं थी.



प्रकाश का एक चित्रण जो एक प्रिज्म से होकर गुजरता है और अलग-अलग रंगों में अलग हो जाता है।

जब प्रकाश पानी, प्रिज्म या किसी अन्य माध्यम से गुजरता है, तो वह अलग-अलग रंगों में विभाजित हो जाता है। लाल रंग नीले रंग की तुलना में एक अलग कोण पर अपवर्तित होता है, जिसके कारण इंद्रधनुष जैसा कुछ दिखाई देता है। इसे दृश्य स्पेक्ट्रम के बाहर भी देखा जा सकता है; अवरक्त और पराबैंगनी प्रकाश एक ही तरह से व्यवहार करते हैं। यह तभी संभव होगा जब विभिन्न तरंग दैर्ध्य/ऊर्जा के प्रकाश के लिए माध्यम में प्रकाश की गति अलग-अलग हो। लेकिन निर्वात में, किसी भी माध्यम के बाहर, सभी प्रकाश एक ही सीमित गति से चलते हैं।

रंगों में प्रकाश का पृथक्करण माध्यम के माध्यम से तरंग दैर्ध्य के आधार पर प्रकाश की विभिन्न गति के कारण होता है

इसका एहसास केवल 19वीं सदी के मध्य में हुआ, जब भौतिक विज्ञानी जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने दिखाया कि प्रकाश वास्तव में क्या है: एक विद्युत चुम्बकीय तरंग। मैक्सवेल इलेक्ट्रोस्टैटिक्स (स्थिर आवेश), इलेक्ट्रोडायनामिक्स (गतिमान आवेश और धाराएं), मैग्नेटोस्टैटिक्स (निरंतर चुंबकीय क्षेत्र) और मैग्नेटोडायनामिक्स (प्रेरित धाराएं और वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र) की स्वतंत्र घटनाओं को एक एकल, एकीकृत मंच पर रखने वाले पहले व्यक्ति थे। इसे नियंत्रित करने वाले समीकरण - मैक्सवेल के समीकरण - एक सरल प्रतीत होने वाले प्रश्न के उत्तर की गणना करना संभव बनाते हैं: विद्युत या चुंबकीय स्रोतों के बाहर खाली स्थान में किस प्रकार के विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र मौजूद हो सकते हैं? बिना आवेशों और बिना धाराओं के, कोई यह तय कर सकता है कि कोई भी नहीं है - लेकिन मैक्सवेल के समीकरण आश्चर्यजनक रूप से इसके विपरीत साबित होते हैं।

उनके स्मारक के पीछे मैक्सवेल के समीकरणों वाला टैबलेट

कुछ भी एक संभावित समाधान नहीं है; लेकिन कुछ और भी संभव है - परस्पर लंबवत विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक चरण में दोलन करते हैं। उनके कुछ निश्चित आयाम हैं। उनकी ऊर्जा क्षेत्र दोलनों की आवृत्ति से निर्धारित होती है। वे एक निश्चित गति से चलते हैं, जो दो स्थिरांकों द्वारा निर्धारित होती है: ε 0 और µ 0। ये स्थिरांक हमारे ब्रह्मांड में विद्युत और चुंबकीय अंतःक्रियाओं के परिमाण को निर्धारित करते हैं। परिणामी समीकरण तरंग का वर्णन करता है। और, किसी भी तरंग की तरह, इसकी गति होती है, 1/√ε 0 µ 0, जो निर्वात में प्रकाश की गति c के बराबर होती है।

परस्पर लंबवत विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक चरण में दोलन करते हैं और प्रकाश की गति से फैलते हुए विद्युत चुम्बकीय विकिरण निर्धारित करते हैं

सैद्धांतिक दृष्टिकोण से, प्रकाश द्रव्यमान रहित विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। विद्युत चुंबकत्व के नियमों के अनुसार, इसे c के बराबर 1/√ε 0 µ 0 की गति से चलना चाहिए - इसके अन्य गुणों (ऊर्जा, गति, तरंग दैर्ध्य) की परवाह किए बिना। ε 0 को संधारित्र बनाकर और मापकर मापा जा सकता है; µ 0 सटीक रूप से विद्युत धारा की एक इकाई एम्पीयर से निर्धारित होता है, जो हमें c देता है। वही मौलिक स्थिरांक, जिसे पहली बार मैक्सवेल ने 1865 में प्राप्त किया था, तब से कई अन्य स्थानों पर दिखाई दिया है:

यह गुरुत्वाकर्षण सहित किसी भी द्रव्यमानहीन कण या तरंग की गति है।
यह मौलिक स्थिरांक है जो सापेक्षता के सिद्धांत में अंतरिक्ष में आपकी गति को समय में आपकी गति से जोड़ता है।
और यह विश्राम द्रव्यमान से संबंधित ऊर्जा का मूलभूत स्थिरांक है, E = mc 2

रोमर के अवलोकनों ने हमें प्रकाश की गति का पहला माप प्रदान किया, जो ज्यामिति का उपयोग करके प्राप्त किया गया था और प्रकाश द्वारा पृथ्वी की कक्षा के व्यास के बराबर दूरी तय करने के लिए आवश्यक समय को मापा गया था।

इस मात्रा का पहला माप खगोलीय प्रेक्षणों के दौरान किया गया था। जब बृहस्पति के चंद्रमा ग्रहण की स्थिति में प्रवेश करते हैं और बाहर निकलते हैं, तो वे प्रकाश की गति के आधार पर एक विशिष्ट क्रम में पृथ्वी से दृश्य या अदृश्य दिखाई देते हैं। इससे 17वीं शताब्दी में एस का पहला मात्रात्मक माप हुआ, जो 2.2 × 10 8 मीटर/सेकेंड निर्धारित किया गया था। तारे की रोशनी का विक्षेपण - तारे और पृथ्वी की गति के कारण जिस पर दूरबीन स्थापित है - का अनुमान संख्यात्मक रूप से भी लगाया जा सकता है। 1729 में, c को मापने की इस पद्धति ने एक ऐसा मान दिखाया जो आधुनिक मान से केवल 1.4% भिन्न था। 1970 के दशक तक, केवल 0.0000002% की त्रुटि के साथ c 299,792,458 m/s निर्धारित किया गया था, जिसमें से अधिकांश एक मीटर या सेकंड को सटीक रूप से परिभाषित करने में असमर्थता से उत्पन्न हुआ था। 1983 तक, दूसरे और मीटर को सी और परमाणु विकिरण के सार्वभौमिक गुणों के संदर्भ में फिर से परिभाषित किया गया था। अब प्रकाश की गति ठीक 299,792,458 मीटर/सेकेंड है।

6S कक्षक से परमाणु संक्रमण, δf 1, मीटर, सेकंड और प्रकाश की गति निर्धारित करता है

तो फिर प्रकाश की गति तेज़ या धीमी क्यों नहीं होती? स्पष्टीकरण उतना ही सरल है जितना चित्र में दिखाया गया है। ऊपर एक परमाणु है. प्रकृति के निर्माण खंडों के मूलभूत क्वांटम गुणों के कारण परमाणु परिवर्तन वैसे ही होते हैं जैसे वे होते हैं। इलेक्ट्रॉनों और परमाणु के अन्य भागों द्वारा बनाए गए विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ परमाणु नाभिक की परस्पर क्रिया के कारण विभिन्न ऊर्जा स्तर एक-दूसरे के बेहद करीब होते हैं, लेकिन फिर भी थोड़े अलग होते हैं: इसे हाइपरफाइन विभाजन कहा जाता है। विशेष रूप से, सीज़ियम-133 की अति सूक्ष्म संरचना संक्रमण आवृत्ति एक बहुत ही विशिष्ट आवृत्ति का प्रकाश उत्सर्जित करती है। ऐसे 9,192,631,770 चक्रों को पार करने में लगने वाला समय दूसरा निर्धारित करता है; इस दौरान प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी 299,792,458 मीटर है; यह प्रकाश जिस गति से यात्रा करता है वह c निर्धारित करता है।

एक बैंगनी फोटॉन में पीले फोटॉन की तुलना में दस लाख गुना अधिक ऊर्जा होती है। फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप गामा-रे विस्फोट से हमारे पास आने वाले किसी भी फोटॉन में कोई देरी नहीं दिखाता है, जो सभी ऊर्जाओं के लिए प्रकाश की गति की स्थिरता की पुष्टि करता है

इस परिभाषा को बदलने के लिए, इस परमाणु संक्रमण या इससे आने वाले प्रकाश के साथ इसकी वर्तमान प्रकृति से मौलिक रूप से कुछ अलग होना चाहिए। यह उदाहरण हमें एक मूल्यवान सबक भी सिखाता है: यदि अतीत में या लंबी दूरी पर परमाणु भौतिकी और परमाणु संक्रमण ने अलग-अलग काम किया होता, तो इस बात के सबूत होंगे कि समय के साथ प्रकाश की गति बदल गई है। अब तक, हमारे सभी माप केवल प्रकाश की गति की स्थिरता पर अतिरिक्त प्रतिबंध लगाते हैं, और ये प्रतिबंध बहुत सख्त हैं: पिछले 13.7 अरब वर्षों में परिवर्तन वर्तमान मूल्य के 7% से अधिक नहीं है। यदि, इनमें से किसी भी मीट्रिक के अनुसार, प्रकाश की गति असंगत पाई गई, या यदि यह विभिन्न प्रकार के प्रकाश के लिए भिन्न थी, तो यह आइंस्टीन के बाद सबसे बड़ी वैज्ञानिक क्रांति का कारण बनेगी। इसके बजाय, सभी साक्ष्य एक ब्रह्मांड की ओर इशारा करते हैं जिसमें भौतिकी के सभी नियम हर समय, हर जगह, सभी दिशाओं में, हर समय समान रहते हैं, जिसमें प्रकाश की भौतिकी भी शामिल है। एक तरह से ये भी काफी क्रांतिकारी जानकारी है.

19वीं सदी में कई वैज्ञानिक प्रयोग हुए जिससे कई नई घटनाओं की खोज हुई। इन घटनाओं में हंस ओर्स्टेड की विद्युत धारा द्वारा चुंबकीय प्रेरण उत्पन्न करने की खोज शामिल है। बाद में माइकल फैराडे ने इसके विपरीत प्रभाव की खोज की, जिसे विद्युत चुम्बकीय प्रेरण कहा गया।

जेम्स मैक्सवेल के समीकरण - प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति

इन खोजों के परिणामस्वरूप, तथाकथित "दूरी पर बातचीत" को नोट किया गया, जिसके परिणामस्वरूप विल्हेम वेबर द्वारा तैयार विद्युत चुंबकत्व का नया सिद्धांत सामने आया, जो लंबी दूरी की कार्रवाई पर आधारित था। बाद में, मैक्सवेल ने विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र की अवधारणा को परिभाषित किया, जो एक दूसरे को उत्पन्न करने में सक्षम हैं, जो एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है। इसके बाद, मैक्सवेल ने अपने समीकरणों में तथाकथित "विद्युत चुम्बकीय स्थिरांक" का उपयोग किया - साथ.

उस समय तक, वैज्ञानिक इस तथ्य के करीब पहुंच चुके थे कि प्रकाश प्रकृति में विद्युत चुम्बकीय है। विद्युत चुम्बकीय स्थिरांक का भौतिक अर्थ विद्युत चुम्बकीय उत्तेजनाओं के प्रसार की गति है। स्वयं जेम्स मैक्सवेल को आश्चर्य हुआ कि इकाई आवेशों और धाराओं के साथ प्रयोगों में इस स्थिरांक का मापा गया मान निर्वात में प्रकाश की गति के बराबर निकला।

इस खोज से पहले, मानवता ने प्रकाश, बिजली और चुंबकत्व को अलग कर दिया था। मैक्सवेल के सामान्यीकरण ने हमें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के एक निश्चित टुकड़े के रूप में प्रकाश की प्रकृति पर एक नया नज़र डालने की अनुमति दी, जो अंतरिक्ष में स्वतंत्र रूप से फैलता है।

नीचे दिया गया चित्र एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रसार का आरेख दिखाता है, जो प्रकाश भी है। यहाँ H चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर है, E विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर है। दोनों वैक्टर एक दूसरे के लंबवत हैं, साथ ही तरंग प्रसार की दिशा में भी।

माइकलसन प्रयोग - प्रकाश की गति की पूर्णता

उस समय की भौतिकी काफी हद तक गैलीलियो के सापेक्षता के सिद्धांत पर बनी थी, जिसके अनुसार यांत्रिकी के नियम संदर्भ के किसी भी चुने हुए जड़त्वीय फ्रेम में समान दिखते हैं। साथ ही वेगों के योग के अनुसार प्रसार की गति स्रोत की गति पर निर्भर होनी चाहिए। हालाँकि, इस मामले में, विद्युत चुम्बकीय तरंग संदर्भ फ्रेम की पसंद के आधार पर अलग-अलग व्यवहार करेगी, जो गैलीलियो के सापेक्षता के सिद्धांत का उल्लंघन करती है। इस प्रकार, मैक्सवेल का प्रतीत होता है कि सुगठित सिद्धांत अस्थिर स्थिति में था।

प्रयोगों से पता चला है कि प्रकाश की गति वास्तव में स्रोत की गति पर निर्भर नहीं करती है, जिसका अर्थ है कि एक सिद्धांत की आवश्यकता है जो इस तरह के अजीब तथ्य को समझा सके। उस समय का सबसे अच्छा सिद्धांत "ईथर" का सिद्धांत निकला - एक निश्चित माध्यम जिसमें प्रकाश फैलता है, जैसे ध्वनि हवा में फैलती है। तब प्रकाश की गति स्रोत की गति की गति से नहीं, बल्कि माध्यम की विशेषताओं - ईथर - से निर्धारित होगी।

ईथर की खोज के लिए कई प्रयोग किए गए हैं, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध अमेरिकी भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट मिशेलसन का प्रयोग है। संक्षेप में, यह ज्ञात है कि पृथ्वी बाह्य अंतरिक्ष में घूमती है। तब यह मान लेना तर्कसंगत है कि यह ईथर के माध्यम से भी चलता है, क्योंकि ईथर का पृथ्वी से पूर्ण जुड़ाव न केवल अहंकार की उच्चतम डिग्री है, बल्कि किसी भी चीज़ के कारण नहीं हो सकता है। यदि पृथ्वी एक निश्चित माध्यम से चलती है जिसमें प्रकाश फैलता है, तो यह मान लेना तर्कसंगत है कि वेगों का योग यहीं होता है। अर्थात्, प्रकाश का प्रसार पृथ्वी की गति की दिशा पर निर्भर होना चाहिए, जो ईथर के माध्यम से उड़ती है। अपने प्रयोगों के परिणामस्वरूप, माइकलसन को पृथ्वी से दोनों दिशाओं में प्रकाश प्रसार की गति के बीच कोई अंतर नहीं मिला।

डच भौतिक विज्ञानी हेंड्रिक लोरेंत्ज़ ने इस समस्या को हल करने का प्रयास किया। उनकी धारणा के अनुसार, "ईथर हवा" ने निकायों को इस तरह प्रभावित किया कि उन्होंने अपनी गति की दिशा में अपना आकार छोटा कर लिया। इस धारणा के आधार पर, पृथ्वी और माइकलसन के उपकरण दोनों ने इस लोरेंत्ज़ संकुचन का अनुभव किया, जिसके परिणामस्वरूप अल्बर्ट माइकलसन को दोनों दिशाओं में प्रकाश के प्रसार के लिए समान गति प्राप्त हुई। और यद्यपि लोरेंत्ज़ ईथर सिद्धांत की मृत्यु में देरी करने में कुछ हद तक सफल रहे, फिर भी वैज्ञानिकों को लगा कि यह सिद्धांत "दूर की कौड़ी" था। इस प्रकार, ईथर में कई "परी-कथा" गुण होने चाहिए, जिनमें भारहीनता और गतिमान पिंडों के प्रतिरोध की अनुपस्थिति शामिल है।

ईथर के इतिहास का अंत 1905 में तत्कालीन अल्पज्ञात अल्बर्ट आइंस्टीन के लेख "ऑन द इलेक्ट्रोडायनामिक्स ऑफ मूविंग बॉडीज" के प्रकाशन के साथ हुआ।

अल्बर्ट आइंस्टीन का सापेक्षता का विशेष सिद्धांत

छब्बीस वर्षीय अल्बर्ट आइंस्टीन ने अंतरिक्ष और समय की प्रकृति पर एक बिल्कुल नया, अलग दृष्टिकोण व्यक्त किया, जो उस समय के विचारों के विपरीत था और विशेष रूप से गैलीलियो के सापेक्षता के सिद्धांत का घोर उल्लंघन था। आइंस्टीन के अनुसार, माइकलसन के प्रयोग ने इस कारण से सकारात्मक परिणाम नहीं दिए कि अंतरिक्ष और समय में ऐसे गुण हैं कि प्रकाश की गति एक निरपेक्ष मान है। यानी, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि पर्यवेक्षक किस संदर्भ फ्रेम में है, उसके सापेक्ष प्रकाश की गति हमेशा एक समान होती है, 300,000 किमी/सेकंड। इससे प्रकाश के संबंध में गति के योग को लागू करने की असंभवता उत्पन्न हुई - चाहे प्रकाश स्रोत कितनी भी तेजी से चले, प्रकाश की गति नहीं बदलेगी (जोड़ें या घटाएं)।

आइंस्टीन ने प्रकाश की गति के करीब गति से चलने वाले पिंडों के मापदंडों में परिवर्तन का वर्णन करने के लिए लोरेंत्ज़ संकुचन का उपयोग किया। इसलिए, उदाहरण के लिए, ऐसे पिंडों की लंबाई कम हो जाएगी, और उनका अपना समय धीमा हो जाएगा। ऐसे परिवर्तनों के गुणांक को लोरेंत्ज़ कारक कहा जाता है। आइंस्टाइन का प्रसिद्ध सूत्र ई=एमसी 2वास्तव में लोरेंत्ज़ कारक भी शामिल है ( ई= वाईएमसी 2), जो आम तौर पर उस स्थिति में एकता के बराबर होता है जब शरीर की गति होती है वीशून्य के बराबर. जैसे-जैसे शरीर की गति निकट आती है वीप्रकाश की गति तक सीलोरेंत्ज़ कारक यअनंत की ओर दौड़ता है. इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि किसी पिंड को प्रकाश की गति तक गति देने के लिए अनंत मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होगी, और इसलिए इस गति सीमा को पार करना असंभव है।

इस कथन के पक्ष में एक तर्क भी है जिसे "एक साथ सापेक्षता" कहा जाता है।

एसआरटी की एक साथ सापेक्षता का विरोधाभास

संक्षेप में, एक साथ सापेक्षता की घटना यह है कि अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदुओं पर स्थित घड़ियाँ केवल "एक ही समय में" चल सकती हैं यदि वे संदर्भ के एक ही जड़त्वीय फ्रेम में हों। अर्थात्, घड़ी पर समय संदर्भ प्रणाली की पसंद पर निर्भर करता है।

इससे यह विरोधाभास सामने आता है कि घटना बी, जो घटना ए का परिणाम है, इसके साथ ही घटित हो सकती है। इसके अलावा, संदर्भ प्रणालियों को इस तरह से चुनना संभव है कि घटना बी घटना ए की तुलना में पहले घटित हो, ऐसी घटना कार्य-कारण के सिद्धांत का उल्लंघन करती है, जो विज्ञान में काफी मजबूती से स्थापित है और इस पर कभी सवाल नहीं उठाया गया है। हालाँकि, यह काल्पनिक स्थिति केवल उस स्थिति में देखी जाती है जब घटनाओं ए और बी के बीच की दूरी उनके बीच के समय अंतराल को "विद्युत चुम्बकीय स्थिरांक" से गुणा करने से अधिक होती है - साथ. इस प्रकार, स्थिरांक सी, जो प्रकाश की गति के बराबर है, सूचना प्रसारण की अधिकतम गति है। अन्यथा कार्य-कारण के सिद्धांत का उल्लंघन होगा।

प्रकाश की गति कैसे मापी जाती है?

ओलाफ रोमर द्वारा टिप्पणियाँ

अधिकांशतः पुरातन वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि प्रकाश अनंत गति से चलता है, और प्रकाश की गति का पहला अनुमान 1676 में ही प्राप्त हो गया था। डेनिश खगोलशास्त्री ओलाफ रोमर ने बृहस्पति और उसके चंद्रमाओं का अवलोकन किया। उस समय जब पृथ्वी और बृहस्पति सूर्य के विपरीत दिशा में थे, बृहस्पति के चंद्रमा Io का ग्रहण गणना समय की तुलना में 22 मिनट की देरी से हुआ। ओलाफ रोमर ने जो एकमात्र समाधान खोजा वह यह था कि प्रकाश की गति सीमित है। इस कारण से, देखी गई घटना के बारे में जानकारी में 22 मिनट की देरी होती है, क्योंकि Io उपग्रह से खगोलशास्त्री की दूरबीन तक की दूरी तय करने में कुछ समय लगता है। रोमर की गणना के अनुसार प्रकाश की गति 220,000 किमी/सेकेंड थी।

जेम्स ब्रैडली द्वारा टिप्पणियाँ

1727 में, अंग्रेजी खगोलशास्त्री जेम्स ब्रैडली ने प्रकाश विपथन की घटना की खोज की। इस घटना का सार यह है कि जैसे-जैसे पृथ्वी सूर्य के चारों ओर घूमती है, साथ ही पृथ्वी के अपने घूर्णन के दौरान, रात के आकाश में तारों का विस्थापन देखा जाता है। चूँकि पृथ्वीवासी पर्यवेक्षक और स्वयं पृथ्वी लगातार प्रेक्षित तारे के सापेक्ष अपनी गति की दिशा बदल रहे हैं, तारे द्वारा उत्सर्जित प्रकाश अलग-अलग दूरी तय करता है और समय के साथ पर्यवेक्षक पर अलग-अलग कोणों पर गिरता है। प्रकाश की सीमित गति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि आकाश में तारे पूरे वर्ष एक दीर्घवृत्त का वर्णन करते हैं। इस प्रयोग ने जेम्स ब्रैडली को प्रकाश की गति का अनुमान लगाने की अनुमति दी - 308,000 किमी/सेकेंड।

लुई फ़िज़ो अनुभव

1849 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी लुईस फ़िज़ो ने प्रकाश की गति को मापने के लिए एक प्रयोगशाला प्रयोग किया। भौतिक विज्ञानी ने पेरिस में स्रोत से 8,633 मीटर की दूरी पर एक दर्पण स्थापित किया, लेकिन रोमर की गणना के अनुसार, प्रकाश इस दूरी को एक सेकंड के सौ हजारवें हिस्से में तय करेगा। उस समय घड़ी की ऐसी सटीकता अप्राप्य थी। फ़िज़ौ ने तब एक गियर व्हील का उपयोग किया जो स्रोत से दर्पण तक और दर्पण से पर्यवेक्षक तक के रास्ते पर घूमता था, जिसके दांत समय-समय पर प्रकाश को अवरुद्ध करते थे। उस स्थिति में जब स्रोत से दर्पण तक एक प्रकाश किरण दांतों के बीच से गुजरी, और वापस जाते समय एक दांत से टकराई, भौतिक विज्ञानी ने पहिये के घूमने की गति को दोगुना कर दिया। जैसे-जैसे पहिये की घूर्णन गति बढ़ती गई, प्रकाश व्यावहारिक रूप से गायब होना बंद हो गया जब तक कि घूर्णन गति 12.67 चक्कर प्रति सेकंड तक नहीं पहुंच गई। इसी क्षण प्रकाश फिर गायब हो गया।

इस तरह के अवलोकन का मतलब था कि प्रकाश लगातार दांतों में "टकराता" था और उनके बीच "फिसलने" का समय नहीं था। पहिए के घूमने की गति, दांतों की संख्या और स्रोत से दर्पण तक की दूरी को जानकर फ़िज़ो ने प्रकाश की गति की गणना की, जो 315,000 किमी/सेकंड के बराबर निकली।

एक साल बाद, एक अन्य फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी लियोन फौकॉल्ट ने एक समान प्रयोग किया जिसमें उन्होंने गियर व्हील के बजाय घूमने वाले दर्पण का उपयोग किया। हवा में प्रकाश की गति के लिए उन्होंने जो मान प्राप्त किया वह 298,000 किमी/सेकेंड था।

एक सदी बाद, फ़िज़ो की पद्धति में इतना सुधार किया गया कि 1950 में ई. बर्गस्ट्रैंड द्वारा किए गए एक समान प्रयोग ने 299,793.1 किमी/सेकेंड का गति मान दिया। यह संख्या प्रकाश की गति के वर्तमान मान से केवल 1 किमी/सेकेंड भिन्न है।

आगे की माप

लेज़रों के आगमन और माप उपकरणों की बढ़ती सटीकता के साथ, माप त्रुटि को 1 मीटर/सेकेंड तक कम करना संभव हो गया। इसलिए 1972 में अमेरिकी वैज्ञानिकों ने अपने प्रयोगों के लिए लेजर का इस्तेमाल किया। लेजर बीम की आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य को मापकर, वे 299,792,458 मीटर/सेकेंड का मान प्राप्त करने में सक्षम थे। यह उल्लेखनीय है कि निर्वात में प्रकाश की गति को मापने की सटीकता में और वृद्धि असंभव थी, उपकरणों की तकनीकी खामियों के कारण नहीं, बल्कि मीटर मानक की त्रुटि के कारण। इस कारण से, 1983 में, वज़न और माप पर XVII जनरल कॉन्फ्रेंस ने मीटर को उस दूरी के रूप में परिभाषित किया जो प्रकाश 1/299,792,458 सेकंड के बराबर समय में निर्वात में तय करता है।

आइए इसे संक्षेप में बताएं

तो, उपरोक्त सभी से यह निष्कर्ष निकलता है कि निर्वात में प्रकाश की गति एक मौलिक भौतिक स्थिरांक है जो कई मौलिक सिद्धांतों में प्रकट होता है। यह गति निरपेक्ष है, अर्थात यह संदर्भ प्रणाली की पसंद पर निर्भर नहीं करती है, और सूचना प्रसारण की अधिकतम गति के बराबर भी है। न केवल विद्युत चुम्बकीय तरंगें (प्रकाश) बल्कि सभी द्रव्यमानहीन कण भी इसी गति से चलते हैं। संभवतः, गुरुत्वाकर्षण तरंगों का एक कण ग्रेविटॉन भी इसमें शामिल है। अन्य बातों के अलावा, सापेक्षतावादी प्रभावों के कारण, प्रकाश का अपना समय वस्तुतः स्थिर रहता है।

प्रकाश के ऐसे गुण, विशेषकर उसमें वेग जोड़ने के सिद्धांत की अनुपयुक्तता, दिमाग में फिट नहीं बैठती। हालाँकि, कई प्रयोग ऊपर सूचीबद्ध गुणों की पुष्टि करते हैं, और कई मौलिक सिद्धांत प्रकाश की इसी प्रकृति पर आधारित हैं।