精選版 日本国語大辞典 「光速度」の意味・読み・例文・類語
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光が伝わる速さ。単に光速ともいう。真空中における光速度は、振動数に関係なく一定で、普遍定数として通常cで表す。光速は毎秒約30万キロメートル、現在c=299792.458km/secが国際的な標準値と定義されている。光は電磁波であり、電磁波の伝搬速度も、電磁的作用の伝達速度も、cである。アインシュタインが特殊相対性理論の基礎として、相対性原理とともに設定した光速度不変の原理は、互いに等速度運動をするすべての観測者(慣性系)に対して真空中の光速度はつねにcであるという原理であり、光速度は光源の運動状態によらないとも表現される。物質中を光が伝わる速さは、cを媒質の屈折率で割った値で、cより小さい。光は電磁波であるとともに、電磁場の量子として粒子性を有している。光の量子は質量ゼロの粒子であり、光子(フォトン)とよばれる。光子が伝わる速さもcである。質量をもつ粒子の速度は光速度を超えることはできない。光子以外の素粒子でも質量がゼロならば、その粒子の速度はcの大きさとなる。ニュートリノ(中性微子)のように質量が非常に小さい場合には、エネルギーは小さくても速さはcに非常に近い。特殊相対性理論の数学的枠組みのなかで、仮想的に質量を虚数にとって超光速粒子(タキオン)の理論的可能性が指摘され、実験的にも追究されたことがあったが、その証拠となるものはみいだされていない。
光速度を測る研究は、歴史的にはガリレイにまでさかのぼる。地上の2点間を通過する時間を測る方法で、光速は非常に大きいとの結論を得たが、数値は求められなかった。彼は、数値をみいだす方法として、木星の衛星の観測による方法を示唆した。1676年にデンマークの天文学者レーマーが、木星の衛星の食周期の変化を観測して、初めて光速の数値をみいだした。その後、1727年にイギリスの天文学者J・ブラッドリー、1848年にフランスの物理学者フィゾー、1850年にJ・B・L・フーコー、1926年にアメリカの物理学者マイケルソンなど多くの学者がそれぞれ独自の方法によって測定を行っている。cを正確に決定するためには、地上の2点に離れた時計をあわせる必要がある。この困難を解消するため、反射して返ってくる光の信号が用いられるようくふうされた。
光速度は宇宙における現象から微視的世界(原子・分子、原子核、素粒子の世界)に至る記述に表れる基礎物理定数である。その値は重要な意味をもつことから、測定値の精度の向上が絶えずなされてきた。1983年に長さの単位を時間の単位と光速度から定めることになり、前掲のcの値は定義値となった。すなわち、1メートルは光が真空中を2億9979万2458分の1秒の間に進む距離である。
[玉垣良三・植松恒夫]
『小山慶太著『光で語る現代物理学――光速Cの謎を追う』(講談社・ブルーバックス)』
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…電場の振動面が一方向に限られているものを直線偏光といい,これに対して通常の光源の光はいろいろな方向の振動面をもった光が多数集まったもので,このような光は自然光と呼ばれる(偏光)。光が真空中を伝わる速さを光速度といい,物理学で重要な基本定数の一つであって,とくに相対性理論や電磁気学において重要な意味をもっている。O.レーメルやJ.ブラッドリーが地球の公転を利用して星からくる光の速さを求めたのを先駆けとして,19世紀にはA.H.L.フィゾーの回転歯車を利用した測定が行われ,さらにA.A.マイケルソンによる精密測定によって光速度の不変性が確かめられた。…
…銀板写真を改良し,1845年にはJ.B.L.フーコーとともに太陽面の撮影に成功した。また彼らは,アラゴーが試みていた地球上での光速度測定の実験を継承し,回転鏡を鋸歯付きの輪を高速で回転させる装置にかえ,フィゾーは49年に,空気中での光速度として約3.15×105km/sの値を測定した(フィゾーの実験)。50年にはフーコーとともに開発した回転鏡を用いる装置によって,フーコーと独立に,光が水中よりも空気中でより速く伝搬することを実証し,光の波動論を支持する結果を与えた。…
※「光速度」について言及している用語解説の一部を掲載しています。
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