Номер 6.6, страница 34 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

VI. Электромагнитная природа света - номер 6.6, страница 34.

Условие.

6.6 Можно ли утверждать, что поскольку скорость света — конечная величина, то мы видим Солнце на небосводе на том месте, какое оно занимало приблизительно 8 мин 16 с назад?

Решение.

6.6 Дано:

Среднее расстояние от Земли до Солнца, $S \approx 149.6 \times 10^6 \text{ км}$

Скорость света в вакууме, $c \approx 3 \times 10^8 \text{ м/с}$

Время, указанное в вопросе, $t_{вопр} = 8 \text{ мин } 16 \text{ с}$

$S \approx 1.496 \times 10^{11} \text{ м}$
$t_{вопр} = 8 \times 60 \text{ с} + 16 \text{ с} = 496 \text{ с}$

Найти:

Время прохождения светом расстояния от Солнца до Земли, $t$

Решение:

Да, данное утверждение верно. Свет распространяется с конечной скоростью, поэтому, чтобы достичь Земли от Солнца, ему требуется некоторое время. Вследствие этого мы видим Солнце не в его реальном положении в данный момент, а в том положении, в котором оно находилось в прошлом. Время этой задержки равно времени, которое требуется свету, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Земли.

Рассчитаем это время, используя среднее расстояние от Земли до Солнца и скорость света:

$t = \frac{S}{c}$

Подставим числовые значения:

$t = \frac{1.496 \times 10^{11} \text{ м}}{3 \times 10^8 \text{ м/с}} \approx 498.7 \text{ с}$

Переведем полученное время в минуты и секунды:

$498.7 \text{ с} \approx 8 \text{ минут } 19 \text{ секунд}$

Полученное значение очень близко к значению, указанному в вопросе (8 минут 16 секунд). Небольшое расхождение объясняется тем, что орбита Земли не является идеальной окружностью, а представляет собой эллипс. Расстояние от Земли до Солнца меняется в течение года (от 147.1 млн км до 152.1 млн км), соответственно, меняется и время, за которое свет доходит до нас. Значение 8 мин 16 с (496 с) соответствует расстоянию $S = c \cdot t = 3 \times 10^8 \text{ м/с} \cdot 496 \text{ с} \approx 1.488 \times 10^{11} \text{ м}$ или 148.8 млн км, что является вполне реальным расстоянием между Землей и Солнцем.

Таким образом, мы действительно видим Солнце на том месте, где оно было примерно 8 минут 16 секунд назад.

Ответ: Да, можно утверждать, что мы видим Солнце на небосводе на том месте, какое оно занимало приблизительно 8 мин 16 с назад, поскольку скорость света конечна и свету требуется именно это время, чтобы дойти от Солнца до Земли.