人類已知唯一的超光速現象,80多年前就被發現,核電站啟動會激發

我們都知道光速是宇宙中最快的速度,即C(光速)=299792458米/秒,約等於每秒鐘30萬公里。愛因斯坦狹義相對論認為有靜止質量的物質的速度不可能會超過它,不然其能量會無限大。但實際上光速最快的設定是有限制的,那就是光在真空中的速度是最快的,如果不是真空的話,那麼在不同的介質中光的速度也是不一樣的,在這樣的條件下,是不是有的物質的運動速度可以超過光速了呢?

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還真有!科學家們已知的唯一的超過光速的現象就是契倫科夫輻射了。這種物理現象指的是介質中運動的物體(通常是電子)速度超過光在該介質中速度時,所發出的一種以短波長為主的電磁輻射,它是1934年由前蘇聯物理學家帕維爾·阿列克謝耶維奇·契倫科夫發現的,故名,所以這種物理現象被發現已經有80多年了,1937年時,俄國物理學家伊利亞·弗蘭克和伊戈爾·塔姆則成功地解釋了契倫科夫輻射的形成原因,這三人也因此共同獲得了1958年的諾貝爾物理學獎。

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前面說了,光在不同介質中的速度不同,如這水玻璃空氣等介質中光的數字都是不同的,物理學家發現在折射率 n≈1.33的水中,光傳播的速度只有真空中傳播速度的75%,在這種情況下,有些物質(比如電子)的運動速度就有可能超過光在這種水中的速度,當超過水中光速的粒子是帶電並通過這樣的介質時,契倫科夫輻射現象就會產生。

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比如在核電站中,核電站剛啟動時,電子輻射現象就會在水池中激發出這種效應,使水池瞬間產生藍色輝光,這種光就是契倫科夫輻射的典型特徵。

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這種現象的形成機理和音爆現象相類似,當超音速飛機等飛行物達到或超過聲音在空氣中的傳播速度的時候會出現音爆現象,實際上它是聲音形成的震波無法傳得更遠的時候,疊加起來形成的多重震波激發出來的現象,它的出現也是要比聲音略快一些的。

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契倫科夫輻射是一種短波長的輻射,其強度與入射帶電粒子的速度成比例關係,對於短波長的電池輻射強度較高,所以契倫科夫輻射能呈現出藍色輝光。

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