你知道吗--现代科学中的100个问题手打全文字_第50节

游牧小说网 > 科幻小说 > 你知道吗--现代科学中的100个问题作者:艾萨克·阿西莫夫

书号:41613 时间:2017/10/5 字数:1251

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　　我们常常说，粒子不能够运动得“比光快”“光速”是速度的上限。

　　实际上，如果我们单单这样说，那是说得不够完全的，因为光在通过不同媒质时，它的传播速度并不相同，光在真空中的行进速度最快。在这种场合下，它以每秒３００，０００公里的速度运动。这个速度就是终极速度。

　　因此，如果想把话说得确切一些。我们就应该这样说：粒子的运动速度不能够“快于真空中的光速”

　　光在通过真空以外的任何其他透明媒质时，它的传播速度总是小于真空中的光速，有时甚至要慢很多。光在某一特定的媒质中行进得越慢，当它从真空中以倾斜的角度进⼊这种媒质时，它受到偏折（折

）的角度就越大。偏折的大小是由一个称为“折

率”的物理量决定的。

　　把真空中的光速除以某一特定媒质的折

率，就得出光在这种媒质中的速度。在一般的庒力和温度下，空气的折

率约为１．０００３，所以光在空气中的速度等于３００，０００除以１．０００３，即每秒约２９９，９１０公里。这比真空中的光速小９０公里／秒。

　　⽔的折

率是１．３３，普通玻璃的折

率是１．７，而钻石的折

率是２．４２。这就是说，光在⽔中的传播速度为每秒约２２４，０００公里，在玻璃中为每秒约１７６，０００公里，在钻石中只有每秒约１２３，２００公里。

　　粒子的运动速度不能快于每秒约３００，０００公里，但是，即使在⽔中，它们也确实能够以每秒约２５６，０００公里的速度运动。当它们的速度这样大时，它们在⽔中的行进速度就超过⽔中的光速了。事实上，除了在真空中以外，粒子在任何一种媒质中的运动速度都有可能超过那种媒质中的光速。

　　在非真空媒质中运动得比光快的粒子，会发出一种蓝光作为它的尾迹。这种尾迹的角度大小，取决于这个粒子在媒质中的速度比光在同一媒质中的速度快多少。

　　最先观察到比光快的粒子所发

出的这种蓝光的，是一个名叫巴维尔·切伦科夫的俄国物理学家，他在１９３４年报道了这件事。因此，这种光就被称为“切伦科夫辐

”１９３７年，另外两个俄国物理学家——伊利亚·弗兰克和伊戈尔·塔姆——把这种光同粒子和光在那种媒质中的相对速度联系起来，从而解释了为什么会有这种光。结果，这三个人获得了１９５８年的诺贝尔物理学奖。

　　人们已经设计出一种特殊的仪器——切伦科夫计数器，用来探测这种辐

，并测定它的強度和发

方向。

　　切伦科夫计数器特别有用，因为它只对速度非常⾼的粒子才起作用，并且很容易

据这种光的发

角度估计出这些粒子的速度。能量极⾼的宇宙线的运动速度已经非常接近真空中的光速，因此，它们就是在空气中也会产生切伦科夫辐

。

　　快子——这是人们所假设的一种只能以超过真空中光速的速度运动的粒子——即使在真空中也应该会留下一道非常短暂的闪光。因此，物理学家希望能依靠探测这种切伦科夫辐

，来证明快子是确实存在的（如果它真的存在的话）。ＵmｕＸs.ＣｏＭ