valonnopeuden

Valonnopeuden käsite kuvaa valon etenemisen nopeutta tyhjiössä. Se on fysiikan fundamentaalinen vakio ja liittyy läheisesti erityiseen suhteellisuusteoriaan. Merkkihenkilöille symbolina käytetään kirjainta c. Nykyisin valon nopeus tyhjiössä määritellään tarkasti: c on 299 792 458 metriä sekunnissa. Metri taas määriteltiin siten, että valonnopeus tyhjiössä on tietyssä, ajasta riippumattomassa suhteessa tarkasti tuon arvon. Näin c on universaali vakio, joka ei riipu havaitsijan nopeudesta tai suunnasta inertiaalissa tilassa.

Tyhjiön ulkopuolella valo ei kuitenkaan yleensä etene tyhjiön nopeudella, vaan materiaalin ominaisuuksista riippuen sen nopeus voi olla pienempi. Esimerkiksi aineen taitekasvu tai taitekerroin n vaikuttavat siihen, kuinka nopeasti valo kulkee materiaalin sisällä: v = c/n. Erotus yksilöllinen, koska n voi riippua wavelengths ja aines.

Valonnopeus liittyy syvästi fysiikan peruskysymyksiin. Se on keskeinen osa E = mc^2 -yhtälöä ja sitä käytetään suhteellisuusteorian lainalaisuuksissa sekä ajan ja tilan yhteyden mittaamiseen. c määrittää universaali rajoitteen, jonka mukaan mikään tieto tai hiukkanen ei voi kulkea nopeammin kuin tyhjiössä valonnopeus.

Historiaan kuuluu kokeelliset mittaukset, kuten Roemerin, Fizeau’n ja Michelsonin kokeet, jotka osoittivat valon nopeuden riippumattomuuden havaitsijan liiketilasta ja lainasivat kokemukseen tarkkuutta. Nykyisin valonnopeus on sekä perusmittauksen että metrin määritelmän uusi yhteys osoitus, ja se on keskeinen osa mitta- ja teknologia-aloja arkipäiväisistä viestintä- ja navigaatiojärjestelmistä aina kvanttitason tutkimuksiin asti.