波長 人類已知唯一的超光速現(xiàn)象,80多年前就被發(fā)現(xiàn),核電站啟動會激發(fā)
我們都知道光速是宇宙中最快的速度,即C(光速)=299792458米/秒,約等于每秒鐘30萬公里。愛因斯坦狹義相對論認(rèn)為有靜止質(zhì)量的物質(zhì)的速度不可能會超過它,不然其能量會無限大。但實際上光速最快的設(shè)定是有限制的,那就是光在真空中的速度是最快的,如果不是真空的話,那么在不同的介質(zhì)中光的速度也是不一樣的,在這樣的條件下,是不是有的物質(zhì)的運動速度可以超過光速了呢?
【 波長|人類已知唯一的超光速現(xiàn)象,80多年前就被發(fā)現(xiàn),核電站啟動會激發(fā)】
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還真有!科學(xué)家們已知的唯一的超過光速的現(xiàn)象就是契倫科夫輻射了。這種物理現(xiàn)象指的是介質(zhì)中運動的物體(通常是電子)速度超過光在該介質(zhì)中速度時,所發(fā)出的一種以短波長為主的電磁輻射,它是1934年由前蘇聯(lián)物理學(xué)家帕維爾·阿列克謝耶維奇·契倫科夫發(fā)現(xiàn)的,故名,所以這種物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有80多年了,1937年時,俄國物理學(xué)家伊利亞·弗蘭克和伊戈爾·塔姆則成功地解釋了契倫科夫輻射的形成原因,這三人也因此共同獲得了1958年的諾貝爾物理學(xué)獎。
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前面說了,光在不同介質(zhì)中的速度不同,如這水玻璃空氣等介質(zhì)中光的數(shù)字都是不同的,物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)在折射率n≈1.33的水中,光傳播的速度只有真空中傳播速度的75%,在這種情況下,有些物質(zhì)(比如電子)的運動速度就有可能超過光在這種水中的速度,當(dāng)超過水中光速的粒子是帶電并通過這樣的介質(zhì)時,契倫科夫輻射現(xiàn)象就會產(chǎn)生。
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比如在核電站中,核電站剛啟動時,電子輻射現(xiàn)象就會在水池中激發(fā)出這種效應(yīng),使水池瞬間產(chǎn)生藍(lán)色輝光,這種光就是契倫科夫輻射的典型特征。
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這種現(xiàn)象的形成機(jī)理和音爆現(xiàn)象相類似,當(dāng)超音速飛機(jī)等飛行物達(dá)到或超過聲音在空氣中的傳播速度的時候會出現(xiàn)音爆現(xiàn)象,實際上它是聲音形成的震波無法傳得更遠(yuǎn)的時候,疊加起來形成的多重震波激發(fā)出來的現(xiàn)象,它的出現(xiàn)也是要比聲音略快一些的。
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契倫科夫輻射是一種短波長的輻射,其強度與入射帶電粒子的速度成比例關(guān)系,對于短波長的電池輻射強度較高,所以契倫科夫輻射能呈現(xiàn)出藍(lán)色輝光。
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