宇宙中有没有比光速还快的速度,核电站启动时出现的这种现象就超光速
我们都知道光速是宇宙中最快的速度,即C(光速)=299792458米/秒,约等于每秒钟30万公里。爱因斯坦狭义相对论认为有静止质量的物质的速度不可能会超过它,不然其能量会无限大。但实际上光速最快的设定是有限制的,那就是光在真空中的速度是最快的,如果不是真空的话,那么在不同的介质中光的速度也是不一样的,在这样的条件下,是不是有的物质的运动速度可以超过光速了呢?
还真有!科学家们已知的唯一的超过光速的现象就是契伦科夫辐射了。这种物理现象指的是介质中运动的物体(通常是电子)速度超过光在该介质中速度时,所发出的一种以短波长为主的电磁辐射,它是1934年由前苏联物理学家帕维尔·阿列克谢耶维奇·契伦科夫发现的,故名,所以这种物理现象被发现已经有80多年了,1937年时,俄国物理学家伊利亚·弗兰克和伊戈尔·塔姆则成功地解释了契伦科夫辐射的形成原因,这三人也因此共同获得了1958年的诺贝尔物理学奖。
前面说了,光在不同介质中的速度不同,如这水玻璃空气等介质中光的数字都是不同的,物理学家发现在折射率 n≈1.33的水中,光传播的速度只有真空中传播速度的75%,在这种情况下,有些物质(比如电子)的运动速度就有可能超过光在这种水中的速度,当超过水中光速的粒子是带电并通过这样的介质时,契伦科夫辐射现象就会产生。
比如在核电站中,核电站刚启动时,电子辐射现象就会在水池中激发出这种效应,使水池瞬间产生蓝色辉光,这种光就是契伦科夫辐射的典型特征。
这种现象的形成机理和音爆现象相类似,当超音速飞机等飞行物达到或超过声音在空气中的传播速度的时候会出现音爆现象,实际上它是声音形成的震波无法传得更远的时候,叠加起来形成的多重震波激发出来的现象,它的出现也是要比声音略快一些的。
契伦科夫辐射是一种短波长的辐射,其强度与入射带电粒子的速度成比例关系,对于短波长的电池辐射强度较高,所以契伦科夫辐射能呈现出蓝色辉光。
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