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작성일 : 21-02-16 08:07
빛의 속력이 불변이라 생각한 이유
 글쓴이 : 모래니
조회 : 1,291  

전에 쓴거 같은데
마이컬슨-몰리 실험의 결과 때문이라고.


이 실험의 결과를 설명하기 위해서 많은 가설들이 나왔죠.
"관측자의 운동 진행 방향으로 길이가 줄어드는거 아니냐?"
"혹시 빛의 속력이 관측자의 운동과 상관없이 같나?"


빛의 세기 =  빛의 총에너지
1개 포톤의 에너지 = hv
빛의 세기 = nhv,  (n=포톤의 숫자)

빛이 소멸되는 이유?
빛의 에너지를 흡수하는 물체가 있기 때문.

원자에서 그라운드상태에서 여기상태로 올라갈때 빛을 흡수함.
이때 특정 파장만 흡수할수 있는데, 이를 에너지의 양자화라고 함.
(자세한 내용은 플랑크 상수 검색)

원자에서 단순히 단일 전자의 그라운드 <-> 여기 상태만 존재하는 것은 아니며.
많은 상태에너지가 있을수 있는데.

예를들자면 수소-수소 간의 결합에서, 이 결합에너지.
이 결합하고 있는 상태에서의 진동에너지. (수소 원자간의 거리의 증감, 수소원자가 용수철에 의해 묶여있는걸 상상하면 됨)


출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com
Is this sand?




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역적모의 21-02-16 08:10
   
그르니까 소 뒷걸음에 개구리 잡은 이론이란 말이군요 ㅇㅅㅇㅋ
     
모래니 21-02-16 08:19
   
원래 실험 목적은 그게 아니였으니까(빛의 속력이 불변하다는 것을 측정하고자하던게 아님) 그렇게 말할수도 있죠.
나스디 21-02-16 08:21
   
링크글에 빛이 파동이라는 글은 디게 그럴듯해 보임.
빛의 세기도 결국 파동에 따라서 약해질 수 있으니..
근데 약해지면 속도도 줄지 않나..

빛의 세기가 일정하다면 파동이 중첩될 수록 속도도 약해져서 소멸된다라는 이론이 성립되는데
그게 아니라면 세기가 약한 빛도 어디서든 보여야 하지 않냐는거.

빛이 소멸하는건 그럼 동일한 속도로 움직이고 있다가
불시에 소멸한다는건지.
     
모래니 21-02-16 08:23
   
빛의 세기는 일반적으로 포톤수를 말한다니까요.

아, 2개의 빛(포톤)의 보강/상쇄 간섭?
     
모래니 21-02-16 08:24
   
https://blog.naver.com/cwhaha/220646549401

 만약 전자기파 사이의 정상파가 만들어진다면, 에너지는 전기장 에너지와 자기장 에너지 사이를 왔다갔다 하며, 음파일 경우 에너지는 공기 입자의 운동에너지와 압력에 의한 포텐셜 에너지 사이에서 진동하게 된다

[출처] 두 파동이 상쇄간섭을 할 때, 에너지는 어디로 가는가?|작성자 미션리터
하이누라네 21-02-16 08:23
   
하지만 저것도 빛이 중력에 휜다는 사실 이전 이론이고,
빛이 중력의 영향을 받아 휜다는 사실이 발견된 이후 바뀐거 아닌가요?
속도가 불변이라면 우주공간에서 휘지 말아야 하는데..
     
긴양말 21-02-16 08:25
   
중력에 의해 공간이 휘는 거고 빛은 그 공간을 따라 달리므로 휘는거죠..
     
모래니 21-02-16 08:25
   
빛이 휘는게 아니고, 공간이 휜거라고 누가 그러던데.
아씨집안 아들 인쉬타인씨가.
     
빛둥 21-02-16 08:30
   
빛은 질량이 없으니까, 중력에 의해 영향받지 않습니다.

따라서 중력에 의해 공간이 휘고, 그 공간을 따라 빛이 이동하니까, 빛이 휘어보인다고 하는게 맞는 얘기입니다.
          
모래니 21-02-16 08:35
   
정지질량이 없고, 운동질량은 있죠.
          
나스디 21-02-16 08:36
   
근데 그건 직선으로 날아가던 빛이
어떤 중력의 굴절로 휘게 되었을 때도
빛의 속도를 유지한다는건가요.

아님 단순히 중력으로 인한 휘어진 굴절로 인한 효과로
빛의 속도를 다르게 인식한다는건지 궁금.
          
다잇글힘 21-02-16 08:43
   
빛의 속도는 불변입니다. 관성계든 비관성계든 상관없습니다.

왜냐하면 시간흐름이 상대적이기 때문에 그러한 상대성이 속도의 문제를 커버하기 때문입니다. 애초 상대성이론이 이 갈릴레이의 상대성이론에 근거한  광속불변의 모순을 해결하고자 나온 이론입니다. 그 모순을 시간의 상대성으로 해결한거에요.

처음에는 관성계에서 그 모순을 해결해서 특수상대성이론을 내놓은거고 그게 비관성계에서도 똑같이 적용되느냐를 연구한 결과물이 일반상대성이론입니다.
               
나스디 21-02-16 08:53
   
빛이 굴절된 속도는 불변인데
굴절되었으므로 직선적인 속도보단 못하다는게 잘못되지 않았다는걸
증명하기 위한것이 시간의 상대성 이론이란건가요.
                    
다잇글힘 21-02-16 09:00
   
단순히 매질사이에 나타나는 빛의 굴절은 상대성이론과 관련없는 그냥 파동의 성질의 영역이니 여기서 설명할 내용은 아니고

위에서도 설명했듯이 상대성이론에서 광속은 어떠한 상황에서든 불변입니다. 그걸 설명하기 것중 하나가 등가원리입니다. 이거 설명하려면 좀 길어지기 때문에 관련 문서 참고하시기 바랍니다. 나무위키 같은곳에서 비교적 설명을 쉽게 해놨을 것입니다.
     
bluered 21-02-16 08:48
   
중력으로 공간에 왜곡이 생김. 빛은 그냥 그 공간을 따라갈 뿐이구요...
다잇글힘 21-02-16 08:33
   
이거 설명하려면 내용이 좀 길어질거 같은데 길게 쓰기는 귀찮고

그냥 시공간을 설명하는 기본 물리상수라고 생각하시면 됩니다.

우리가 흔히 이야기하는 광속 C는 단순히 광속을 의미하는 물리상수가 아닙니다. 단지 광속과 같을수밖에 없는 값입니다.

그리고 이 C는 우리 우주를 설명하는 기본적인 상수입니다. 실제로는 광속이라기보다는 인과율속도라는 것이 더 정확한 표현입니다.

이 문제는 공변성, 불변성, 대칭성의 문제와 연결되는 과거도 그렇고 오늘날에도 그렇고 물리학의 중요한 기초적인 물음과 연결됩니다. 그 전통은 갈릴레이 시대가지 올라갑니다.
진빠 21-02-16 08:47
   
불변인 이유는 화장실을 찾지못해서 23. ㅋㅋ
     
모래니 21-02-16 08:50
   
이 드립은

불변 = "응아가 없다"란 드립이란 말이죠.
여러분, 이런 드립은 용서하면 안됩니다.
          
진빠 21-02-16 08:52
   
이 냥반 이런 드립은 해설해주면 맛이 안나는데... 흠.

시크한 콜드부르 드립인디..
다잇글힘 21-02-16 08:54
   
이렇게 생각하시면 됩니다. 어떠한 카메라로 100미터 달리기를 하는 사람의 영상을 찍었습니다.

그리고 그 영상을 재생할때 0.5배속으로 재생할때와 1배속으로 재생할때 5배속으로 재생할때 그것을 재생하는 사람은 어떠한 배속이냐에 따라 더 빨리 움직이고 있거나 더 느리게 움직인다고 볼수 있습니다. 주변환경이나 소리가 없다면 0.5배속이 진짜인지 1배속이 진짜인지 5배속이 진짜인지 모를수 있습니다.

하지만 실제 영상속의 사람은 무조건 1배속으로 100미터를 달리고 있죠.

이걸 상대성이론에서는 고유시간이라고 합니다. 광속C가 변한다는건 고유시간이 존재하지 않는다는 것이 되기 때문에 단순히 광속불변으로 끝나는 것이 아니라 상대성이론 자체가 아예 흔들리게 됩니다. 불변성 개념이 무너지면 물리법칙 자체를 아예 근본적으로 뜯어고쳐야 합니다. 단순히 C값이 변한다는 것은 아주 하찮은 부분일뿐입니다. 그 의미와 관련해서는..
미우 21-02-16 08:58
   
광속불변은... 그게 상수라야 식이 성립한다는 단순한 얘기
     
역적모의 21-02-16 09:28
   
이게 정답.

기준점을 인간의 측면에서 잡아야 수식이 완성됨.
낫투데이 21-02-16 09:04
   
빛이 문제가 아니야 우주가 빛보다 더 빨리 사방팔방 멀어지는게 더 문제 언젠가는 북극성을 못볼 수가 있다고
다잇글힘 21-02-16 09:05
   
상수라야 설명이 된다로 끝나는 것이 아니라 빅뱅이후 만들어진 이 우주라는 시공간의 기본적인 성질을 설명하는 상수라는 것입니다. 물이라는 액체가 있을때 이 액체의 성질이 100억광년 우주에서나 우리가 살고 있는 우주에서나 다르지 않은것처럼. 광속불변이라는 말 자체는 속도라는 개념을 생각할때 다른 파동의 속도처럼 유한하다는 개념을 설명하면서 파생되어 나온 개념이지 불변이라는 개념은 특별한것이 아닙니다. 중력상수값이 불변이라는 의미와 같은 의미임..

그냥 시공간과 관련된 비례상수일뿐입니다. 그래서 위에서 광속을 엄밀한 의미로 인과율속도로 이해해야 한다고 이야기를 드린거고. 빛의 속도라는건 전자기학이나 광학에서나 의미가 있지 상대성이론에서는 빛자체의 속도라는건 본질이 아닙니다.
하늘나비야 21-02-16 09:31
   
갑자기 왜 과학토론장이 ... 잡게에 펼쳐졌죠?  덕분에  생각도 안했던 걸 알아 갑니다 감사 해요