Номер 65.1, страница 222 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 9. Оптические явления. Параграф 65. Распространение света - номер 65.1, страница 222.

Условие.

65.1 [1497] В какой материальной среде свет распространяется с наибольшей в природе скоростью? Чему она равна?

Решение.

Решение 3.

Решение 4.

Решение 5.

Решение 6.

Решение 7.

65.1 [1497]

Наибольшая возможная скорость распространения любых взаимодействий и сигналов в природе — это скорость света в вакууме. Вакуум, по определению, не является материальной средой, так как представляет собой пространство, свободное от вещества.

Скорость света в любой материальной среде ($v$) всегда меньше скорости света в вакууме ($c$). Эта зависимость описывается формулой: $v = \frac{c}{n}$, где $n$ — абсолютный показатель преломления среды. Для любой материальной среды показатель преломления $n > 1$, следовательно, скорость света в ней $v < c$.

Таким образом, если отвечать на вопрос строго, то не существует материальной среды, в которой свет распространяется со своей наибольшей скоростью. Наибольшая скорость достигается в вакууме.

Однако, среди всех материальных сред наибольшая скорость света будет в той среде, у которой показатель преломления минимален, то есть наиболее близок к единице. Такой средой являются разреженные газы, например, воздух. Показатель преломления воздуха при нормальных условиях составляет примерно $1,000293$, поэтому скорость света в воздухе очень близка к скорости света в вакууме, но все же немного меньше.

Наибольшая же в природе скорость — это скорость света в вакууме, фундаментальная физическая постоянная, обозначаемая буквой $c$. Её точное значение составляет $c = 299\,792\,458$ м/с. Для большинства расчетов используется приближенное значение $c \approx 3 \times 10^8$ м/с.

Ответ: Наибольшей в природе скоростью свет распространяется в вакууме, который не является материальной средой. Среди материальных сред скорость света наибольшая в разреженных газах (например, в воздухе), где она лишь незначительно меньше, чем в вакууме. Эта наибольшая скорость (скорость света в вакууме) равна $c = 299\,792\,458$ м/с (приблизительно $3 \times 10^8$ м/с).