Để trả lời cho câu hỏi vận tốc ánh sáng là bao nhiêu - tốc độ ánh sáng là bao nhiêu? thì tốc độ ánh sáng trong chân không là 299.792.450 m/s. Vận tốc và tốc độ ánh sáng được nhắc đến rất nhiều trong cuộc sống thường ngày nhưng không phải ai cũng biết về vận tốc ánh sáng và những câu chuyện thú vị xung quanh nó. Bài viết dưới đây sẽ cung cấp cho bạn những thông tin thú vị nhất về tốc độ ánh sáng.
1. Vận tốc ánh sáng - Tốc độ ánh sáng
1.1 Khái niệm vận tốc
Vận tốc được tính bằng công thức v=s/t . Trong đó v là vận tốc, s là quãng đường, t là thời gian đi hết quãng đường đó
1.2 Vận tốc ánh sáng - Vận tốc ánh sáng trong chân không
Vận tốc chính xác của ánh sáng là 299.792.450 m/s được ký hiệu là “c”, trong các bài tính toán vật lý trung học cơ sở và trung học phổ thông, để dễ tính toán, c được làm tròn c=3×10ˆ8 m/s.
Trong không khí, do không có nhiều vật cản nên ánh sáng vẫn duy trì với tốc độ tiệm cận và gần bằng 299.792.450 m/s
1.3 Tốc độ ánh sáng nhanh đến thế nào
Với tốc độ ánh sáng, 1 giây ta có thể di chuyển 7 vòng trái đất và 8 phút để đi từ trái đất tới mặt trời
2. Vận tốc ánh sáng - Năm ánh sáng
Năm ánh sáng là quãng đường mà ánh sáng có thê đi được trong một năm Julius với tốc độ nhanh nhất - tốc độ trong chân không (tương đương với 365,25 ngày). Tuy nhiên, thực tế hiện nay đa số mọi người nhầm lẫn năm ánh sáng là đơn vị đo thời gian .
Năm ánh sáng thực chất là khoảng cách của ánh sáng đi được 1 năm trong chân không, đại lượng này được dùng nhiều trong vũ trụ, trong không gian. Cụ thể khoảng cách giữa các vì sao, giữa các vì sao và hành tinh đều được đo bằng quãng đường ánh sáng đi được trong một năm hay còn gọi là 1 năm ánh sáng
Khoảng cách 1 năm ánh sáng đi được 9.460.528.400.000km ( gần 9,5 ngàn tỷ km). Nếu quy đổi đơn vị này sang dặm thì sẽ thu được con số 1 năm ánh sáng bằng 5.878.499.810.000 dặm. Dễ hình dung hơn thì khoảng cách 1 năm ánh sáng bằng 63.241 lần khoảng cách từ trái đất đến mặt trời
3. Ánh sáng và tốc độ mạng có liên quan ?
Ngày nay thuật ngữ cáp quang và tốc độ mạng cáp quang rất phổ biến, nhưng không hẳn ai cũng hiểu và biết nguyên lý làm việc của nó.
Cáp quang đơn giản là truyền dữ liệu thông qua ánh sáng. Vì ánh sáng cũng mất thời gian truyền đi, nên việc truyền tín hiệu từ hai máy tính cách nửa vòng trái đất sẽ mất ít nhất là 0.071s hay 71ms. 71ms được hiểu là 71 ping mà mọi người lên mạng hay chơi game thường nhắc tới. Lý giải 1 chút thì 0.071s = 1/14s ( 1s ánh sáng đi được 7 vòng trái đất nên thời gian đi nửa vòng sẽ là 1/14s)
4. Có gì nhanh hơn tốc độ ánh sáng không?
Đến thời điểm hiện tại, theo kiến thức vật lý của nhân loại thì ngoài sóng điện từ, không có thứ gì có thể di chuyển nhanh hơn hoặc bằng 299.792.450 m/s. Để 1 vật có thể di chuyển với vận tốc ánh sáng là điều không thể, dùng toàn bộ năng lượng mặt trời cũng không thể cung cấp đủ năng lượng cho một chiếc bánh mì di chuyển với vận tốc ánh sáng.
Dưới đây là phương trình năng lượng cần thiết để 1 vật di chuyển với vận tốc c - theo thuyết tương đối hẹp.
Khi một vật có khối lượng, để vật đó có thể di chuyển với gần vận tốc ánh sáng năng lượng cần thiết sẽ đạt tới vô cực. Sở dĩ ánh sáng có thể chuyền với vận tốc c bởi các hạt photon không mang khối lượng.
Với thuyết tương đối hẹp ta còn biết được rằng khi di chuyển càng nhanh thì thời gian càng chậm, di chuyển càng nhanh khối lượng càng tăng và di chuyển càng nhanh thì chiều dài càng ngắn lại.
6. Vận tốc ánh sáng hay vận tốc sóng điện từ?
Vì ánh sáng chỉ nằm trong 1 khoảng của sóng điện từ nên nói rộng ra thì vận tốc ánh sáng chính là vận tốc sóng điện từ.
Sóng điện từ gồm nhiều loại sóng khác nhau sóng Radio, sóng Vi Ba, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X, tia Gamma. Vậy nên ta có thể nói sóng radio, sóng trong lò vi sóng, tia hồng ngoại trong điều khiển ti vi và tia X trong máy chụp X-quang đều di chuyển với một vận tốc như nhau và không đổi là c = 299.792.450 m/s.
Để tìm hiểu sâu hơn về vận tốc ánh sáng chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về ánh sáng và tính tương quan của ánh sáng
7. Ánh sáng là gì - tìm hiểu về ánh sáng
7.1 Ánh sáng và bước sóng ánh sáng
Ánh sáng là một khoảng sóng điện từ có bước sóng từ 380 nm - 700 nm. Hiểu theo cách khác là “vùng sóng điện từ mà mắt con người cảm nhận được”.
Ánh sáng được cấu tạo bởi các hạt photon, chúng ta nhìn được một vật là do các hạt photon tương tác với vật thể rồi phản xạ lại mắt ta.
7.2 Dải ánh sáng và sự mã hóa dữ liệu từ tế bào hình que, hình nón
Tế bào hình que và tế bào hình nón này là hai tế bào nằm trong mắt, được gọi là “cơ quan thụ cảm ánh sáng”. Nhiệm vụ cơ bản của 2 loại tế bào này là “Mã hóa sóng điện từ”, nếu coi bộ não ta như ngôn ngữ tiếng việt, sóng điện từ là tiếng nước ngoài thì tế bào hình que - tế bào hình nón sẽ đóng vai trò là người phiên dịch. Để bộ não có thể hiểu được màu sắc, các tế bào hình que và hình nón trong mắt sẽ tiếp nhận các sóng điện từ có tần số khác nhau rồi mã hóa sang dạng thông tin não có thể hiểu được. Ví dụ như khi có dòng sóng điện từ có bước sóng 640nm đi tới mắt, 2 loại tế bào này sẽ phiên dịch và “nói” cho bộ não biết đó là màu đỏ.
Khi tế bào hình que và hình nón bắt được sóng điện từ trong dải ánh sáng nhìn thấy, nó trực tiếp mã hóa thông tin để não có thể hiểu được đó là màu gì. Một người khi bị tổn thương các loại tế bào này sẽ không thể phân biệt màu sắc hoặc bị sai lệch màu sắc, bệnh người ta hay biết đến là loạn màu hay mù màu. Dưới đây là dải màu sắc và bước sóng của các màu sắc thường thấy:
7.3 Ánh sáng, màu sắc và hội họa
Như trên đã đề cập thì ánh sáng là vùng sóng điện từ mắt người nhìn thấy được, màu sắc là thông tin não hiểu được nhờ tế bào hình que và hình nón.
Màu sắc là đặc tính cơ bản của ánh sáng, mỗi bước sóng ánh sáng khác nhau thì biểu hiện của nó sẽ là màu sắc khác nhau.
Màu sắc ngày nay được chia ra 3 màu cơ bản đỏ, xanh da trời và xanh lá cây, với sự kết hợp của 3 màu này ta có thể tạo được vô hạn các màu sắc khác nhau. Đây cũng là tính chất cơ bản để các họa sĩ chuyên nghiệp có thể tự do pha trộn các màu sắc cho mình, một số bức tranh chỉ có vài màu cơ bản nhưng giá hàng trăm triệu đô, nhưng nhiều người không hiểu được tại sao nó lại có giá cao đến như vậy.
Phía trên là bức tranh Orange, Red, Yellow của Mark Rothko - 90 triệu USD, thoạt nhìn thì có vẻ khá đơn giản, nhiều người còn cho rằng ” tranh đơn giản vậy, ai cũng vẽ được sao lại có giá cao đến như vậy” nhưng không phải đơn giản mà bức tranh lại có giá 90 triệu đô. Bức tranh có “màu cam” được họa sĩ vẽ hoàn toàn không dùng tới màu cam.
Thực chất, họa sĩ đã khéo léo dùng nhiều màu sắc khác để vẽ lên “màu cam, màu đỏ và màu vàng”. Để vẽ được màu cam trên bức tranh, họa sĩ đã dùng 5-6 màu khác biệt để vẽ từng lớp lên tranh. Ví dụ như sơn nhà, thay vì chỉ cần sơn màu xanh, thợ sơn sẽ chọn ra 7 màu khác màu xanh nhau rồi sơn từng lớp 1 lên nhau để cuối cùng được màu xanh như ý muốn.
Bức tranh này được đánh giá là hoàn hảo, hoàn hảo ở chỗ nếu họa sĩ chỉ cần vẽ mạnh tay 1 lớp màu thì màu sắc tổng thể không còn hài hòa nữa. Một bức tranh như vậy dài 2-6 m nên việc vẽ không sai sót dù chỉ một chút mới đem lại giá trị 90 triệu đô cho bức tranh. Khi người ta ngắm bức tranh là người ta thấy được vẻ đẹp sự chuẩn xác của họa sĩ chứ không phải “màu cam” như nhiều người vẫn tưởng.
Bạn có thể xem qua 1 số cách pha màu thường dùng để hiểu hơn:
- Màu đỏ và cam được tạo nên từ màu cánh sen + màu vàng.
- Màu xanh lá được tạo từ màu vàng + xanh lơ.
- Màu xanh dường và màu tím được tạo từ màu vàng + xanh lơ.
7.4 Thuật ngữ RGB - RGB là gì?
Thuật ngữ này được nhắc nhiều tới trong lĩnh vực màn hình và các đồ điện tử ngày nay, có thể bạn gặp nhiều lần, nghe nhiều lần nhưng cũng không biết cụ thể nó là gì. Đơn giản RGB là viết tắt của 3 màu ánh sáng cơ bản Red - Green - Blue, như trên ta đã đề cập đây là 3 màu cơ bản để tạo nên mọi loại ánh sáng khác, nên mọi thiết bị sử dụng màn hình như TV, điện thoại, máy tính, đều có thuật ngữ sRGB để đo đạc độ chuẩn màu sắc cho thiết bị dùng màn hình đó.
Xem thêm: Vận tốc âm thanh
