ما هي سرعة الضوء ؟
سرعة الضوء
سرعة الضوء في الفراغ هي ثابت فيزيائي هام في العديد من مجالات الفيزياء، يرمز له في العادة بالرمز وتساوي قيمته 299,792,458 متر لكل ثانية. تستخدم سرعة الضوء حاليا لتعريف وحدة المتر باعتبارها ثابتا فيزيائيا ومعيارا دوليا لقياس الوقت. وهو ما يعادل بعد التقريب لثلاثة أرقام معنوية 300,000 كيلومتر في الثانية أو حوالي مليار كيلومتر لكل ساعة.
سرعة الضوء
اقترح إقليدس نظرية الإشعاع في الابصار، (والتي روج لها كذلك بطليموس) القائلة بأن الضوء ينبعث من العين، بدلاً من دخوله العين من مصدر آخر. وباستخدام هذه النظرية، طور هيرون السكندري مقولة أن سرعة الضوء هي حتماً غير محدودة، لأن الأجرام البعيدة كالنجوم تظهر فوراً بمجرد أن نفتح أعيننا.
عدد كتلي
حيث formula_18 الكتلة و formula_19 سرعة الضوء في الفراغ.
بالنسبة إلى formula_16 تكون كتلة النظير أقل قليلا من 35، ولكننا نأخذها على أنها 35.
سرعة الضوء
في مطلع القرن السابع عشر، آمن يوهانس كپلر أن سرعة الضوء غير محدودة لأن الفراغ ليس فيه معوقات للضوء. وجادل فرانسيس بيكون أن سرعة الضوء لم تكن بالضرورة غير محدودة، إذ أن شيئاً يمكنه السفر بسرعة أعلى من أن ندركها. وقد جادل رينيه ديكارت بأنه لو كانت سرعة الضوء محدودة، فإن الشمس والأرض والقمر سيظهرون على غير خط واحد أثناء الخسوف القمري. ولما كنا لا نشاهد عدم الإتساق هذا ، فقد استنتج ديكارت أن سرعة الضوء غير محدودة. وقد خمن ديكارت بأنه لو وُجـِد أن سرعة الضوء محدودة، فإن ذلك سيقوض كل نظام فلسفته!
سرعة الضوء
formula_27
أسرع من الضوء
يمكن مشاهدة الحركة الأسرع من الضوء الظاهرية في العديد من المجرات الراديوية والنجوم الزائفة المتوهجة والنجوم الزائفة وحديثا أيضا في النجوم الزائفة الصغيرة. توقع العلماء التأثير قبل أن يقوم مارتن ريس برصده، ويمكن تفسيره بأنه وهم بصري بسبب حركة الجسم جزئيا في اتجاه الراصد في حين تدل حسابات السرعة على أنه لا يتحرك نحوه. لا تناقض الظاهرة نظرية النسبية الخاصة. تُظهر الحسابات الصحيحة أن هذه الأجسام تتحرك بسرعة تقترب من سرعة الضوء (بالنسبة إلى إطارنا المرجعي). هذا هو أول مثال لكمية ضخمة من الكتلة تتحرك بسرعة تقترب من سرعة الضوء. لم تتمكن المعامل الأرضية سوى من تسريع أعداد قليلة من الجسيمات الأولية لمثل هذه السرعات.
أسرع من الضوء
بالنسبة إلى راصد مرتبط بكوكب الأرض، تكمل الأجرام في السماء دورة كاملة حول الأرض في يوم واحد. نجم قنطور الأقرب هو أقرب النجوم خارج المجموعة الشمسية إلينا على بعد 4 سنين ضوئية. في هذا الإطار المرجعي الذي يظهر فيه قنطور الأقرب يدور في مسار دائري نصف قطره أربع سنوات ضوئية، يمكننا وصفه بأن سرعته أكبر من سرعة الضوء عدة مرات لأن السرعة الحافية لجسم يتحرك في دائرة هي محصلة نصف القطر والسرعة الزاوية. من الممكن أيضا من وجهة نظر المدار الجغرافي الثابت للأجسام مثل المذنبات أن تتراوح سرعتها من أسرع من الضوء إلى أقل من الضوء والعكس صحيح ببساطة لأن المسافة من الأرض تختلف. قد يكون للمذنبات مدارات هائلة والتي قد تأخذهم بعيدا لأكثر من 1000 وحدة فلكية. محيط دائرة نصف قطرها 1000 وحدة فلكية هو أكبر من يوم ضوئي كامل. بعبارة أخرى، المذنب عند هذه المسافة هو في إطار مرجعي أسرع من الضوء من وجهة نظر المدار الجغرافي الثابت.
تاريخ الفيزياء
على الرغم من أن أينشتاين لم يكن من أدخل مصطلح النسبية، إلا أنه من قام بإثبات أن سرعة الضوء في الفراغ ثابته، لا تعتمد على مكان الراصد، وأنها هي السرعه المطلقة. كما أنها لا تؤثر على حياتنا اليومية نظرا لأن معظم الكائنات تتحرك بسرعة أقل بكثير من سرعة الضوء. اما بخصوص المواد التي تنتقل بسرعة قريبة من سرعة الضوء، فعلى الرغم من أن نظرية النسبية ترى بأن الزمن سيمر أبطا عليهن بكثير. أدى نجاح أينشتاين في الوصول إلى معادلته الشهيرة ("E" = "mc") والتي تربط بين كتله المادة وطاقتها، إلى اكتشاف الطاقة النووية وصناعة القنبلة الذرية.
سرعة الضوء
تصف الفيزياء الكلاسيكية الضوء على أنه نوع من الموجات الكهرومغناطيسية والتي تنبأت معادلات ماكسويل بأن سرعتها معتمدة على ثابت العازلية "ε" وثابت المغناطيسية "μ" بالمعادلة السابقة.
سرعة شعاعية
السرعة الشعاعية هي مركّبة سرعة الجرم الفضائي التي تكون باتجاه الراصد، وهي تُقاس بالانزياح نحو الأحمر (ابتعاد الجرم) والانزياح نحو الأزرق (اقتراب الجرم)، وعند كتابة السرعة الشعاعية لجسم ما يتم كتابة سرعته في الثانية الواحدة وبجانبها علامة الـ"-" في حال كان الجرم يقترب وعلامة الـ"+" في حال كان يبتعد. فهو مصطلح عام يدل على تأثير حركة الجسم على الشعاع الصادر منه. وبالإمكان قياس السرعة الشعاعية بدقة بالتقاط صورة طيفية ذات دقة عالية ثم تحليل الصورة وقياس طول موجة الجرم. فإذا كانت الموجة قصيرة (انزياح نحو الأزرق) فهذا يعني أن الجرم يقترب أما إن كانت طويلة (انزياح نحو الأحمر) فهذا يعني أن الجرم يبتعد.
ضوء
الخصائص الأساسية للضوء المرئي هي الشدة، اتجاه الانتشار، التردد أو الطول الموجي والطيف، والاستقطاب، بينما سرعته في الفراغ، تقدر بـ (299,792,458 م/ث) وهي احدى الثوابت الأساسية في الطبيعة.
زمكان
والمدهش أن سرعة الضوء ثابتة دائما. وبينما يمكننا تهدئة سرعة قذيفة بوضع حائل في طريقها فعند نفوذ القذيفة فيه تقل سرعتها وتواصل مسارها بسرعة أقل. ويختلف الحال تماما مع الضوء، فبينما تعتمد سرعة القذيفة على نوع البندقية وعلى خصائص البارود نجد أن سرعة الضوء تظل ثابتة لجميع المصادر المصدر للضوء.
قوانين العلم
المخروط الثنائي الصفري هو ما يمثل "خط الضوء" أو مسار الضوء الصادر عن تلك النقطة أو ما ندعوه بالحدث ضمن الفضاء الرباعي الأبعاد، وبما أن الضوء صاحب أكبر سرعة في الكون حسب النظرية النسبية فإنه لا وجود لمسارات تنطلق من هذه النقطة (الحدث) وتخرج عن نطاق هذا المخروط الثنائي (ببساطة لأن لا شيء أسرع من الضوء). ندعو المخروط العلوي : مخروط الضوء المستقبلي وهو يشمل الأحداث المستقبلية التي يمكن أن تتلقى إشارة من الحدث المعني. أما المخروط السفلي فيدعى مخروط الضوء الماضي ويشمل الأحداث الماضية التي يمكن لها بعث إشارة إلى هذا العنصر. كل ما هو خارج هذين المخروطين لا يمكن له التواصل مع هذا الحدث لا كماضي ولا كمستقبل.
مناهل ثابت
ذكرت العديد من المجلات والمواقع العربية اكتشاف مناهل ثابت لعلاقات يمكن من خلالها تقدير أو حساب المسافات بين النجوم في عدم وجود الضوء، قدمت معادلة رياضية يتمكن العلماء من خلالها من حساب سرعة الضوء وذلك في بحث مكون من 350 صفحة من الحجم المتوسط . وحسب علماء الرياضيات فإن المعادلة من شأنها أن تحدث تغييراً نوعياً في رياضيات الكم (والذي هو من أعقد العلوم الطبيعية) مما دعا وكالة ( ناسا ) وكثيراً من الوكالات المختصة بالفضاء الدولية أن تتفاوض معها لتطوير المعادلة، تفوقت على أكثر من 800 متقدم لنيل هذا اللقب في امتحانات مقياس الذكاء،
طيف (فيزياء)
بالنسبة للضوء و الموجات الكهرومغناطيسية تكون c هي سرعة الضوء والتي تبلغ في الفراغ نحو 300.000 كيلومتر في الثانية .
النسبية الخاصة
وهذه السرعة أصبحت ثابتاً كونياً، ولكن لم تستند إليه قوانين نيوتن، ومن ثبات سرعة الضوء إتجه اينشتاين إلى تحليل مفهومي المكان والزمان المطلقين التي إقترحها نيوتن، فكان عليه أن يبرهن بأن تزامن حدثين منفصلين في مكان ليس له مفهوم ثابت مطلق، بل يتعلق بحركة المراقب، وكي نثبت هذه الفكرة نحتاج إلى شرح تجربة، تحتاج إلى خيال وتركيز، اقرأ نسبية التزامن
تيار بلانك
"c" سرعة الضوء في الفراغ
الكون
سرعة الضوء بالكيلومتر:
تجربة ميكلسون ومورلي
كانت هذه خيبة أمل لهما إذ بدا وكأن التجربة فشلت أو ضمت خللاً ما، وأهمل ميكلسون هذه التجربة. لكن ويبدو أنه بعد التحقق من سلامة بناء الجهاز ومعاودة التجربة عدة مرات على يد مختلف العلماء، خرجوا بنتيجة مفادها، بأن سرعة الضوء ثابتة بغض النظر عن سرعة المنبع أو أي سرعة مضافة، ولا علاقة لها بسرعة المراقب، فهي ثابتة في كل الأحوال.
ليف بصري
مؤشر الانكسار(او ما يسمى بمعامل الانكسار) هو طريقة لقياس سرعة الضوء في المادة.
الضوء ينتقل بشكل اسرع في الهواء، مثلا في الفضاء الخارجي.
سرعة الضوء في الفراغ تفوق 300.000 كيلومتر (186.000 ميل) في الثانية .
يتم حساب معامل الانكسار في المادة عن طريق تقسيم سرعة الضوء في الفراغ عن طريق سرعة الضوء في الفراغ.وبالتالي فإن سرعة معامل الانكسار في الفراغ هو 1.
الالياف المثالية المفردة تستخدم للاتصالات التي لديها الطبقة العازلة مصنوعة من السيليكا النقية،مع مؤشر من 1.444 في 1.500 نانو متر ،والنواة من السيليكا مع مؤشر حوالي 1.4475.
كلما زاد مؤشر الإنكسار يسير الضوء بشكل أبطئ في تلك المادة.من هذه المعلومات، نستنتج قاعدة بسيطة قاعدة الابهام تعني ان الإشارة باستخدام الالياف الضوئية للاتصالات سوف تنقل حوالي 200.000 كيلومتر في الثانية الواحدة.بعبارة اخرى، الإشارة سوف تستغرق 5 ميلي ثانية لتنتقل إلى 1 كيلومتر في الالياف.
وهكذا فإن المكالمة الهاتفية التي تحملها الالياف بين سيدني ونيويورك على سبيل المثال، مسافة 1.600 كيلومتر، تعني أن هناك تأخير كحد ادنى 80 ميلي ثانية (حوالي 1/12في الثانية) عندما يتحدث أحد المتصلين ويسمع الاخر. الالياف في هذه الحالة ومن المحتمل ان تنتقل عبر مسارا أطول،وسوف يكون هناك تأخير اضافي ناتج عن معدات التبديل، وعملية ترميز وفك الصوت في الالياف.
تقلص الأطوال
تنص المعادلة على ان يكون التقلص فقط في أتجاه حركة الجسم ، وأن سرعة الضوء هي السرعة القصوى لجميع الأشياء والموجات :
تحويلات لورينتز
فكانت فكرة لورينتز للخروج من ذلك المأزق أنه ربما يحدث في تجربة ميكلسون تقلص في طول المسافة التي كان يقيسها ميكلسون ومورلي في تجربتهما ، وأتت تحويلاته فعلا بتقلص لتلك المسافة متعلقا بالنسبة بين سرعة الأرض v في الفضاء وسرعة الضوء c. وفي عام 1905 صاغ ألبرت أينشتاين النظرية النسبية الخاصة -وكان عمره 25 سنة - وفسر مسألة انتشار الضوء على أساس أن الضوء هو أقصي سرعة في الكون وأنها ثابت فيزيائي في الفراغ لا تتغير. وتتضمن النظرية النسبية تحويلات لورينتز.
أسرع من الضوء
لا تنفي النسبية الخاصة حدوث هذا، ولكنها تخبرنا أنه من الخطأ استخدان نسبية غاليليو لحساب سرعة أحد الجسيمين، كما يقيسها راصد ما يسافر بجانب الجسيم الآخر. وبالتالي فالنسبية الخاصة تعطينا المعادلة الصحيحة لحساب مثل هذه السرعة النسبية.
أسرع من الضوء
تأثير هارتمان هو تأثير النفقية خلال حاجز حيث يميل زمن النفقية إلى أن يكون ثابتا للحواجز الكبيرة. وصف توماس هارتمان هذا التأثير لأول مرة سنة 1962. . قد يكون ذلك على سبيل المثال الفجوة بين منشورين. عندما يكون المنشوران متلامسين، يمر الضوء في خط مستقيم. ولكن عند وجود فجوة بينهما، ينكسر الضوء. هناك احتمالية غير صفرية أن الفوتون سيقوم بنفقية خلال الفجوة بدلا من اتباع المسار المنكسر. بالنسبة للفجوات الكبيرة بين المنشورين يقترب زمن النفقية من الثبات وبالتالي تظر الفوتونات على أنها تخطت سرعة الضوء.
زمكان
أوضحت النظرية النسبية أن وجود حد أقصى للسرعة يعود إلى طبيعة الكون نفسه، ويكون من المضحك لو ظننا أن التفدم التكنولوجي سيمكننا يوما ما من التفوق على سرعة الضوء. وتلعب سرعة الضوء دورا غير عادي في الطبيعة فهي تمثل تلك السرعة بالذات التي تحدد انتشار أي حدث على الإطلاق. فإما أن يكون الضوء أسرع من الحدث أو تصل سرعته في الحالة القصوى إلى سرعة الضوء.
أوول رومر
توصل رومر إلى طريقته في قياس سرعة الضوء عام 1675، عندما لاحظ أن المدة الفاصلة بين خسوفين متتالين لأي قمر من أقمار المشترى المرئية، تتغير بتغير بعد الأرض عن المشترى أثناء دورانهما حول الشمس، وأن هذه المده تكون عظمى عندما تكون الأرض أبعد ما يمكن عن المشترى وتكون صغرى عندما تكون الأرض أقرب ما يمكن من المشترى، وحين تكون الأرض في الوسط بين هذين الموضعين ، تكون المدة الفاصلة (الحقيقية) مساوية نصف مجموع المدتين السابقتين .
النسبية القياسية
A الأساسية وأنيقة نتيجة الحجم النسبية هي اقتراح الحد الأدنى والحد الأقصى لنطاق واسع في الفيزياء، ثابتة في ظل التوسعات، بطريقة مشابهة للغاية حيث أن سرعة الضوء هي الحد الأعلى للسرعة.
سرعة الضوء
الضوء الذي نراه من النجوم يكون قد غادرها منذ سنوات عديدة. أي أننا عندما نشاهد نجوما أبعد إلى أبعد فإننا نشاهدها على حالها في الماضي. أقرب المجرات إلينا مجرة المرأة المسلسلة (مجرة) وهي تبعد عنا نحو 2.5 مليون سنة ضوئية.
سرعة الضوء
حيث:
معادلة جمع السرعات
سرعة الضوء في السائل أبطئ من سرعته في الفراغ، وتختلف فيما اذا كان السائل متحرك مع الضوء. في عام 1851، قام العالم فيزو بقياس سرعة الضوء في سائل يتحرك موازياً للضوء باستخدام تقنية قياس التداخل. 
كانت نتائج فيزو غير متوافقة مع النظريات الشائعة آنذاك. حددت تجربة فيزو بدقة القيمة الصفرية لمنشور صحيح نسبياً لقانون الجمع بصيغة ⁄ كما سيتم شرحها في الأسفل. جعلت نتيجة فيزو الفيزيائيين يوافقون عليها بأنها أكثر صحة تجريبياً من نظرية فرينل الغير مقنعة التي تنص على أن السائل المتحرك بالنسبة للأثير الثابث يقوم بسحب الضوء "جزئياً "معه، أي السرعة هي "c" + (1 − ⁄)"V" بدلاً من "c" + "V" حيث "c"  هي سرعة الضوء في الأثير، و  "V"  هي سرعة السائل بالنسبة للأثير.
طيف كهرومغناطيسي
سرعة الانتشار = طول الموجة × التردد
وبما أن سرعتها ثابتة وهي سرعة الضوء في الفراغ (أو الهواء) = 3 × 10 م / ث = 300000000 م/ث.
س = l × ت د
حيث :
س : سرعة الضوء في الفراغ = 3 × 10 م / ث.
l : طول الموجة.
ت د : تردد الموجة.
سرعة الضوء
أثارت هذه النتيجة فضول آينشتين وكانت السبب الرئيس في تطويره لنظرية النسبية الخاصة.
تختلف سرعة الضوء خلال مروره في المواد حسب طبيعة شفافيتها حيث تصبح اقل من تلك المحسوبة في الفراغ وذلك بالعلاقة:
النسبية الخاصة
المخروط الثنائي الصفري هو ما يمثل "خط الضوء" أو مسار الضوء الصادر عن تلك النقطة أو ما ندعوه بالحدث ضمن الفضاء الرباعي الأبعاد، وبما أن الضوء صاحب أكبر سرعة في الكون حسب النظرية النسبية فإنه لا وجود لمسارات تنطلق من هذه النقطة (الحدث) وتخرج عن نطاق هذا المخروط الثنائي (ببساطة لأن لا شيء أسرع من الضوء). ندعو المخروط العلوي : مخروط الضوء المستقبلي وهو يشمل الأحداث المستقبلية التي يمكن أن تتلقى إشارة من الحدث المعني. أما المخروط السفلي فيدعى مخروط الضوء الماضي ويشمل الأحداث الماضية التي يمكن لها بعث إشارة إلى هذا العنصر. كل ما هو خارج هذين المخروطين لا يمكن له التواصل مع هذا الحدث لا كماضي ولا كمستقبل.
أسرع من الضوء
طبقا للنظريات العلمية الحالية، على المادة أن تسافر بسرعة أقل من الضوء بالنسبة إلى منطقة الزمكان المشوهة المحلية. لا تستثني نظرية النسبية العامة الأسرع من الضوء الواضح، على الرغم من أن المعقولية الفيزيائية للأسرع من الضوء الواضح هو أمر محل جدال. من أمثلة الأسرع من الضوء الواضح مشغل ألكوبيير والثقب الدودي القابل للعبور.
سرعة الضوء
وقد ابتكر الفزيائيون والفلكيون طريقة لتسهيل قراءة المسافات بيننا وبين النجوم بسبب بعدها الكبير عنا وهي طريقة قياس المسافات بالسنة الضوئية على أساس أن سرعة الضوء في الفراغ ثابتة دائما وتبلغ نحو 300.000 كيلومتر في الثانية. فيمكننا القول بأن الشمس تبعد عنا 150 مليون كيلومتر أو القول بأن المسافة بينهما تبلغ 8 دقائق. يستغرق الضوء عند خروجه من الشمس حتى يصلنا 8 دقائق.
سرعة الضوء
كان الإنسان في الماضي يعتبر أن الضوء ينتقل لحظيا بسبب سرعته العظيمة. ثم أوضح أوول رومر عام 1676 أن للضوء سرعة محدودة بدراسة الحركة الظاهرية لقمر المشتري أيو. في عام 1865 اقترح ماكسويل بأن الضوء هو موجة كهرومغناطيسية، وبالتالي ظهرت السرعة c في نظريته للكهرومغناطيسية. عام 1905 افترض ألبرت أينشتاين استقلال سرعة الضوء عن حركة المصدر لأي اطار عطالي وأثبت ثباتها ، واكتشف كل العواقب المتعلقة باشتقاقه نظرية النسبية الخاصة وأوضح أن c هي ثابت طبيعي ولا تنحصر فقط في سياق الضوء والظواهر الكهرومغناطيسية. بعد قرون من القياسات المتزايدة الدقة عرفت سرعة الضوء عام 1975 بكونها تساوي 299,792,458 م/ث مع ريبة في القياس تساوي 4 أجزاء بالبليون. عام 1983 تم اعادة تعريف المتر في نظام الوحدات الدولي بأنه المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال 1/299792458 ثانية. وبالتالي قيمة c العددية بوحدة م/ث هي الآن قيمة ثابتة بالضبط نسبة إلى تعريف المتر.
مكشاف شعاع عبوري
c سرعة الضوء.
زمكان
وطبقا لتماثل القوانين الطبيعية في جميع المختبرات التي تتحرك بسرعة منتظمة وفي خط مستقيم بالنسبة لبعضها البعض (مبدأ نسبية الحركة)، فاكتشاف وجود حد أقصى للسرعة يمثل أيضا "قانونا طبيعيا"، أي أن الحد الأقصى للسرعة يأخذ نفس القيمة بالضبط في جميع المختبرات، وللضوء تلك الخاصية. بناء على ذلك لا تمثل سرعة الضوء ببساطة سرعة انتشار ظاهرة طبيعية معينة فقط، وإنما تلعب دورا مهما كحد أقصى لسرعة المادة والطاقة.
سرعة الضوء
حين قام ماكسويل بحل هذه المعادلات الأربع في الفراغ وتوصل إلى الصلة الوثيقة بين سرعة الموجة الكهرومغناطيسية وبين ثابت العازلية وثابت المغناطيسية.
سرعة الضوء
في أغلب الحالات العملية يمكن اعتبار سرعة الضوء على أنها سرعة لحظية حيث أن سرعة الضوء كبيرة جدا جدا ، ولكن حين نأتي لقياس مسافات طويلة مثل بُعد النجوم عنا أو القياسات الزمنية الدقيقة فلا بد من أخذ سرعة الضوء في الاعتبار. في الاختبارات والتجارب التي تجريها مركبات فضائية على مسافات بعيده في الفضاء الخارجي ، فإن إرسال رسالة ما إلى إحدى هذه المركبات أو استقبال أشاراتها يأخذ عدة دقائق إلى ساعات بحسب بعدها عنا. فمثلا أرسال إشارة لاسلكية لتشغيل مسبار على سطح المريخ قد يستغرق نحو 10 دقائق (بحسب موقعه بالنسبة للأرض حيث يتغير باستمرار) ، وتصلنا إشارة المسبار هي الأخرى بعد نحو 10 دقائق أخرى.
ضوء
في عام 1862 أجرى ليون فوكو تجربة باستخدام مرايا دوارة لتحدد سرعة للضوء واتت النتيجة ما يقارب 298,000,000 م/ث.
ثانية ضوئية
الثانية الضوئية هي وحدة طول تُستخدم في علم الفلك والاتصالات والفيزياء النسبية. وتعرّف بأنها المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في ثانية واحدة، وتساوي 299792458 متربالضبط او مايساوي 1 ثانية ضوئية =299792،458 كيلومتر بالضبط وتزيد قليلاً عن 186000 ميل وتساوي قدم تقريبًا.
سرعة الغالق
السرعة البطيئة وهي مثل سرعة 1 ثانية أو أكثر تستخدم في ظروف الاضاءة البسيطة أو لاظهار حركة الاشياء ولكن في هذه الحالة يكون من الصعب بل المستحيل ان تمسك الكاميرا بثبات وانت تستخدم هذه السرعات البطيئة وبالتالي تكون النتيجة صورة مهزوزة ونتيجة غير مرضية ولذلك يجب استعمال حامل ثلاثي أو على الأقل وضع الكاميرا على شيء ثابت، وتستخدم السرعات البطيئة في العديد من مواضيع التصوير المختلفة وتختلف السرعات المطلوبة على حسب الاستخدام مثل (التصوير الليلي - تصوير الطبيعة - تطويق الحرك - الخ). وسرعة الغالق لها علاقة وثيقة بفتحة العدسة والمنظمة الدولية للمعايير وكل مصور يؤلف وينسق بين سرعة الغالق وفتحة العدسة والمنظمة الدولية للمعايير المناسب للحصول على الصورة المطلوبة والتعريض المناسب على حسب موضوع التصوير.
أسرع من الضوء
إذا أصاب شعاع ليزر جسما بعيدا، فإنه من السهل أن نجعل نقطة الضوء من الليزر الساقطة على الجسم تتحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء. بصورة مماثلة، فإن الظل الساقط على جسيم بعيد يمكن جعله يتحرك على الجسم بسرعة أكبر من سرعة الضوء. في كل من الحالتين، لا يتحرك الضوء من مصدره إلى الجسم بسرعة أكبر من سرعة الضوء، كما لا تنتقل أي معلومات بسرعة أكبر من سرعة الضوء. . يمكن القيام بمثال لذلك من خلال توجيه خرطوم مياه في اتجاه ثم تحريكه بسرعة في الاتجاه الآخر. في هذه الحالة لا تتزايد سرعة المياه الصادر من الخرطوم في أي نقطة، بل النقطة النهائية للمياه هي ما يمكن تحريكها بسرعة أكبر من سرعة الضوء وليس تيار المياه نفسه.
سرعة الضوء
يمثل طول الموجة عادة بالحرف الإغريقي "لامدا" (λ). وتربط المعادلة البسيطة التالية العلاقة بين طول الموجة الضوئية وترددها وسرعتها ، أي سرعة الضوء c:
سرعة الضوء
ونظرا لكون الضوء ما هو إلا موجة كهرومغناطيسية فإن هذه المعادلة تنطبق أيضا على جميع الموجات الكهرومغناطيسية ، على اختلاف أنواعها من موجة راديوية (لاسلكية) أو أشعة فوق البنفسجية أو أشعة تحت الحمراء ، أو موجة ميكروويف ، أو أشعة سينية أو أشعة غاما.
تقلص الأطوال
تبلغ سرعة الضوء في الفراغ 300.000 كيلومتر في الثانية ، وفي حياتنا اليوية لا تواجهنا سرعات كبيرة كهذه إلا في المعامل العلمية ومعجلات الجسيمات لذلك لا نلاحظ تلك التأثيرات النسبية فسرعة أسرع صاروخ صنعناه حتى الآن لا تزيد سرعته عن نحو 30.000 كيلومتر في الساعة وهذه سرعة بطيئة جدا جدا بمقارنتها بسرعة الضوء.
علم حركة النجوم
طبقا للتعريف، النجم السريع هو نجم يتحرك بسرعة بين 65 كيلومتر/ الثانية إلى 100 كيلومتر/ الثانية بالنسبة لحركة النجوم الأخرى القريبة من الشمس. وتقسم الثلاثة أنواع للسرعات العالية إلى: نجوم شاردة، ونجوم الهالة، ونجوم فائقة السرعة.
سرعة الضوء
هناك سبب آخر يدعو للاعتقاد باعتمادية سرعة الضوء على تردده وهو فشل تطبيق النسبية الخاصة على القياسات الصغرية، بنفس ما تنبأت به نظريات مقترحة مثل ثقالة الكم. في 2009، وجدت مراقبة انفجارات غاما عدم وجود أي فرق في سرعة الفوتونات المختلفة الطاقة، مؤكدة صحة لاتباين-لورتنز على الأقل نزولا حتى مقياس طول بلانك. ("l" =  ≈ ) مقسومة على 1.2.
سرعة الضوء
وهذه معادلة موجة في ثلاثة أبعاد، وللتبسيط يمكن دراستها في بعد واحد بالشكل
سرعة الضوء
ينتشر الضوء في المواد الشفافة مثل الزجاج والهواء بسرعة أقل من c. تدعى النسبة بين c وبين سرعة الضوء في مادة ما v بقرينة الانكسار n لتلك المادة (n=c/v). مثال، تساوي عادة قرينة انكسار الضوء المرئي عند مروره عبر الزجاج حوالي 1.5، معنى ذلك أن الضوء يسير في الزجاج بسرعة v = c/1.5 ≈ 200,000 km/s، وللهواء تساوي قرينة الانكسار 1.0003، وبالتالي تقل سرعة الضوء المرئي في الهواء بحوالي 90 كم/ث عن c.
حرارة بلانك
"c" سرعة الضوء في الفراغ
سرعة الضوء
بمفاضلة هذه المعادلة مرتين نحصل على
انزياح أحمر جذبوي
formula_9 سرعة الضوء
زمكان
وكما رأينا من قبل، أدى مبدأ نسبية الحركة مباشرة إلى "نسبية السرعة": فالسرعة تختلف مشاهدتها من مختبر إلى مختبر تكون متحركة بالنسبة لبعضها البعض. ورأينا الآن أن سرعة الضوء متساوية في جميع المختبرات، وتبلغ 300.000 كيلومتر في الثانية، ولهذا فهذه السرعة ليست نسبية وإنما هي سرعة مطلقة.
سرعة الضوء
كانت استنتاجات ماكسويل المذهلة هي الصيغة التالية التي تمثل سرعة الضوء:
قوة بلانك
"c" سرعة الضوء في الفراغ
سرعة نسبية
السرعة النسبية هي سرعة تُمثّل جزء من سرعة الضوء، وتُحسب وفقًا لتقدير علمي يضع في الحسبان النسبية الخاصة. و هو جسيم دون ذري يتحرك بسرعة نسبية.
البرق (شخصية مصورة)
ويقال بأن والي ويست وصلت سرعته إلى 23.759.449.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 (حوالي 24 تريديكسليون)* سرعة الضوء.
السفر بين المجرات
تبلغ سرعة هذه النجوم حوالي 3.000كم/ثانية (1% من سرعة الضوء) , حديثاً (نوفمبر 2014) النجوم التي تسير بسرعات جزئية من سرعة الضوء قد تم افتراضها على أساس طرق عددية تدعى (النجوم فائقة السرعة شبه النسبية) عن طريق الكُتاب , هذه النجوم يتم قذفها عبر اندماج ثقبان أسودان فائقي الضخامة في مجرتين متصادمتين , ويظن الكُتاب أنها ستكون قابلة للرصد في المقرابات القادمة.
تكافؤ كتلة-طاقة
رأينا أن تكافؤ المادة والطاقة يعتمد على سرعة الضوء طبقا لمعادلة أينشتاين وهي سرعة كبير جدا جدا وتبلغ 300.000 كيلومتر في الثانية . لذلك فإن زيادة كتلة جسم نقوم بتسخينه تكون صغيرة جدا جدا لا نلاحظها . فمثلا عندما نسخن 1 طن من الماء من درجة الصفر إلى درجة الغليان يقوم ذلك بزيادة كتلة الماء نحو 1/5.000.000 جرام.
معامل السرعة
معامل السرعة  أو سرعة إنتشار الموجة أو سرعة الإنتشار لوسط ناقل هو النسبة بين السرعة التي تتحرك بها الموجة (إشارة كهرومغناطيسية، إشارة لاسيليكة) خلال الوسط وسرعة الضوء في الفراغ. بالنسبة للإشارات الضوئية فإن معامل السرعة يتم تسميته ب قرينة الإنكسار.
تمدد الزمن
أي أن شعاع الضوء يقطع بالنسبة للمشاهد خارج القطار مسافة أطول من المسافة التي يشاهدها راكب القطار. وتقول النظرية النسبية أن سرعة الضوء مطلقة (ثابتة لا تتغير فهي ثابت طبيعي) ، أي أنها متساوية لكل من الراكب والمشاهد خارج القطار. نستنتج من ذلك أن سير النبضة الضوئية من المصباح إلى المرآة والعودة يستغرق بالنسبة للمشاهد خارج القطار زمنا أطول من الزمن الذي تستغرقه النبضة الضوئية بالنسبة لراكب القطار.
تمدد الزمن
إذا أردنا تعيين سرعة المسافر على قطار أينشتاين بالنسبة للمحطة فلا بد من تعيين المسافة التي يقطعها في ساعة واحدة طبقا لساعة المحطة وقد استخدمنا من قبل ساعة القطار لتعيين سرعة المسافر ورأينا ان السرعتين تختلفان . من تلك المشاهدات نستنتج أن جمع السرعات التي تقارب إحداها سرعة الضوء لا بد وان يتم بطريقة أخرى عما نتبعه عادة. ومن الممكن عمليا أيضاح الخلل في إجراء الجمع العادي للسرعات عندما تكون السرعات كبيرة. وفي تجربة انتشار الضوء في الماء الجاري مثلا والتي تبين أن سرعة الضوء في الماء الجاري تكون مساوية لسرعته في الماء الراكد. أي لا يصح إضافة سرعة الماء إلى سرعة الضوء لينتج سرعة أكبر من سرعة الضوء ، فقد علمنا من النظرية النسبية أن سرعة الضوء سرعة مطلقة وتحدد الحد الأقصى للسرعات.
زمكان
أتاحت تلك الفكرة لأينشتاين دراسة حركة الأجسام بسرعات مقاربة لسرعة الضوء، وتبدو عندها ظواهر طبيعية غريبة، إذ تشكل سرعة الضوء حدا أقصى لحركة الأجسام واتتقال الطاقة وانتشار الموجات الكهرومغناطيسية وترتبت عليها استنتاجات غريبة، ذلك لأننا نعهد في حياتنا العادية سرعات أقل بكثير من سرعة الضوء.
أسرع من الضوء
في سياق هذا المقال، الأسرع من الضوء هو نقل المعلومات أو المادة أسرع من (س) وهو ثابت يساوي سرعة الضوء في الفراغ والتي تبلغ 299,792,458 متر/ث (طبقا لتعريف المتر) أو حوالي 186,282.397 ميل في الثانية. هذا لا يساوي السفر أسرع من الضوء لأن:
ضوء متباطيء
الضوءالمتباطيء الضوء كقاعدة عامة يسير في خط مستقيم بالفراغ المفرغ. لكنه عندما يمر بجوار ثقب أسود ينحرف عن مساره بزاوية أكبر من انحرافه عندما يمر قرب حافة الشمس. لأن شدة جاذبية الثقب الأسود أضعاف شدة جاذبية الشمس. ولو مر جسم كروي قرب حقل جاذبية ثقب أسود فإنه يصبح جسما ممطوطا وتحديد عمر كوننا يعتمد علي مسارات الضوء في الماضي مع افتراض أن مساراته في خطوط مستقيمة ثابته وخالية لايعترضها شيء. إلا أن الضوء كطبيعته يخضع للانعكاس والانكسار عتدما يقع علي جرم عاكس له كالمرآة. فالأضواء التي تنبعث من النجوم سوف تتعرض إلي الانعكاسات الضوئية عندما تقابلها أجرام أخرى أشبه بضوء الشمس عندما يقع علي سطح القمر فيضيء لأنه مرآة عاكسة.كما أن الضوء يمر بكثافات مختلفة لمواده وغبار كوني منتشر بالكون يشتته. لهذا الضوء في الفضاء والمنبعث من النجوم لايسير في خط مستقيم ولكنه سيسير في خطوط انعكاسية وانكسارية مما قد يطيل مسافاته مما لايعطينا المسافات والزمن الكوني بدقة. لهذا نجد أن المعطيات حول قياسات أو أبعاد الكون أو الزمن التقديري لعمره اعتمادا علي الضوء المنبعث من النجوم القديمة ستكون معلومات غير دقيقة وغير حقيقية.وحسب قوانين الانعكاس والانكسار الضوئي نجد أننا لانري النجوم والأجسام الفضائية في مواقعها الحقيقية. لأن صورة السماء كما نراها فوقنا صورة مرآتية داخل كرة الكون ولايمكن تحديد مراكز الأجرام بها. وعندما نتطلع للسماء من فوق الأرض. فإننا نعتبرها تجاوزا مركز الكون ومنها نقيس أبعاد ومسافات المجرات. وما نقيسه ليس قطر الكون في كل اتجاه بالنسبة لموقعنا علي الأرض التي تعتبر بالنسبة لحجم الكون ذرة غبار متناهية فيه. فأطلقنا عليها كوكب الأرض وتدور حول الشمس وتقع في أقصي جزء من مجرتنا المظلمة. والضوء يسير في الفراغ بسرعة 300 ألف كيلومتر /ثانية. ولقد استطاع العلماء تجميد الضوء بإمرار نبضات ضوئية خلال سحب متناهية من الغازات درجة حرارتها تقترب من الصفر المطلق. ويمكن لجليد الغازات الإحـتفاظ بالنبضات الضوئية لإعادة إرسالها مرة ثانية. لهذا نجد أن العلماء أمكنهم تحضير الضوء المتباطيء أو المتجمد. كما توجد مواد عادية تبطيء سرعة الضوء. فالماء عندما يمر به الضوء يخفض 75%من سرعته في الفراغ (الخواء). وهذه النظرية تبين أيضا أن النبضات الضوئية عندما تمر بوسط بارد تبطيء في سيرها وعندما تمر بوسط حار تسرع في سيرها وتتسارع مع ازدياد معدل الحرارة. لهذا يمكن أن تنطبق هذه الحالات علي الضوء عندما يمر بالفضاء. كما أن هذه الفرضية تبين أن الضوء كان سريعا بعد الانفجار الكبير بالكون ثم أخذ يتباطيء مع برودته. لهذا لايمكن اعتبار حسابات إينشتين عن سرعة الضوء كشيء مطلق أو سرعته ثابتة (300 ألف كيلومتر ثانية) إلا لوكان الضوء يمر في فراغ مفرغ من الغازات تماما حتي لاتكون له حرارة تؤثر عليه. لهذا لاتطبق نسبية إينشتين علي كوننا الذي تتعدد فيه الحرارة. ولكن علي كون خوائي لاحرارة فيه. وهذا الكون لاوجود له إلا في نظرية النسبية فقط. لهذا نجد أن قياس عمر الكون حسب سرعة الضوء والمسافات التي قطعها ليست مؤشرا دقيقا لتحديد عمر الأجرام التي نراها. لأن الضوء حسب قوانين الفيزياء يتعرض في رحلته المديدة لمفهوم الحرارة والبرودة والانعكاس والانكسار. كما أن الصور التي قد نراها قد تكون صورا مرآتية. لهذا مقاييس الكون بما فيه ليست مقاييس حقيقية أو واقعية للمسافات أو السرعة أو الزمن. وقد يكون الضوء القادم إلينا قد تجمد في سحابة باردة أو تباطيء في سيره لبرودتها أو ظل متجمدا أو انتقل معها وأعادت إرساله من مكانها الجديد لو انتقلت السحابة لمنطقة دافئة لمواصلة سيره بالفضاء. لهذا نجد أن الضوء يتباطء ويتسارع أثناء رحلته بالفضاءحسب كيفية الوسط الذي يسير به ودرجة حرارته.
ضوء
أتى الفلكي الدنماركي أوول رومر في حوالي 1675 بشواهد برهنت على أن الضوء ينتقل بسرعة ثابتة (محدودة). حيث رصد خلال عمله في باريس أحد أقمار المشتري الذي يسمى آيو باستخدام المقراب، وقد لاحظ تناقض في فترة ظهور مدار (آيو)، وتمكن من حساب أن الضوء يلزمه 22 دقيقة لاجتياز قطر مدار الأرض. وأشارت ملاحظات رومير إلى أن سرعة الضوء الثابتة هي 226,000 كم/ثانية، ويمثل هذا الرقم 75% من السرعة الفعلية.
جيمس برادلي
وقد حسب برادلي سرعة الأرض العددية على مدارها، إعتمادا على قيمة الزيغ التي قاسها وعل صيغتها ( وهي خارج قسمة سرعه الأرض على سرعة الضوء ) . وبإعتماده على سرعة الضوء التي حسبها الفلكي الدنماركي أوول رومر وجد أن سرعة الأرض تساوي 18.5 ميلا في الثانية . كما أظهرت قياساته للنجوم تغيرات سنوية في ميل بعضها. وإستنتج أنها ليست ناشئه عن الزيغ وإنما عن حركة خفيفة غير منتظمة لمحور الأرض ناجمة عن تغيرات اتجاه الم الثقالي الذي يحدثه القمر . وهكذا أثبت برادلي لأول مره في تاريخ العلم أن تحليل سلوك الضوء الآتي من النجوم وخواصه يمكن من خلاله ان نكتشف جوانب هامة في ديناميكية الأرض .
أسرع من الضوء
تشير نظرية النسبية الخاصة إلى أن الجزيئات ذات الكتلة الصفرية فقط يمكنها السفر بسرعة الضوء. تم افتراض التاكيون –جزيئات تتخطى سرعتها سرعة الضوء- إلا أن وجودها قد يخرق السببية ويُجمع الفيزيائيون على أنها غير موجودة. على الجانب الآخر، يعتمد ما يشير إليه معظم الفيزيائيين بأنه أسرع من الضوء "واضح" أو "فعال" على فرضية أن المناطق المشوهة من الزمكان قد تسمح للمادة بالوصول إلى أماكن بعيدة في زمن أقل من ما يستغرقه الضوء في زمكان طبيعي أو غير مشوه.
زمكان
يبدو من الوهلة الأولى أننا نواجه خلافا منطقيا، فتساوي سرعة الضوء في جميع الاتجاهات يتفق مع مبدأ نسبية الحركة ومع ذلك نقول أنها سرعة مطلقة. أي تتساوي في جميع المختبرات التي تتحرك بالنسبة لبعضها البعض. ولكن لا يوجد تعارض فأحيانا يميل المرء إلى اخذ شيء على أنه مطلق بسبب محدودية معرفته وقد يكون هذا الشيء نسبي في حقيقة الأمر. لابد أن يكون القرار مبني على الخبرة العملية المكتسبة.
تكافؤ كتلة-طاقة
"c"سرعة الضوء في الفراغ متر/ثانية
فوتون
يُعتقد حالياً أن الفوتون عديم الكتلة السكونية تماما (كتلته السكونية ليست قليلة جدا بل هي لا شيء). لكن المشكلة هي أنه إذا كان الفوتون عديم الكتلة فلا يُمكن أن يتحرك بسرعة "c" في الفراغ، بل يجب أن تكون سرعته أقل وأن تعتمد على تردده. لكن في الواقع التعبير الشائع عن "c" بأنها سرعة تحرك الضوء هو خطأ، بل هي ثابت طبيعي يُمثل الحد الأقصى للسرعة التي يُمكن لأي جسم التحرك بها نظريا في الزمكان. وهكذا فهي ما زالت سرعة الأمواج في الزمكان (أمواج الجاذبية والجاذبية)، لكنها ليست سرعة الفوتونات.
سرعة الضوء
الجدول التالي يبين أبرز القياسات التجريبية لإيجاد سرعة الضوء في الفراغ والهواء.
سرعة الصوت
سرعة الصوت هي السرعة التي تنتقل بها الموجات الصوتيّة.
سرعة الضوء
سرعة تقدم الموجة الضوئية في الفراغ تساوي formula_4 ، وتمثّل دائما بالحرف formula_5.
ضوء
أجريت في أوروبا تجربة أخرى أكثر دقة لقياس سرعة الضوء على يد هيبوليت فيزو في عام 1849. حيث وجه فيزو حزمة من الضوء إلى مرآة تبعد عدة كيلومترات. بوضع ترس دوار في مسار اشعة الضوء من المصدر إلى المرآة وبالعكس، وقد وجد فيزو عند معدل دوران محدد بأن الضوء سيعبر خلال إحدى فجوات الترس في طريقه إلى المرآة وسيعبر في الفجوة القادمة على الترس في طريق العودة إلى المصدر. بمعرفة المسافة إلى المرآة، عدد أسنان الترس، ومعدل الدوران، تمكن فيزو من حساب سرعة للضوء تساوي 313,000,000 م/ث.
سرعة الضوء
لا يوجد في الطبيعة سرعة أكبر من سرعة الضوء ، هذا ما اكتشفته النظرية النسبية لأينشتاين التي صاغها في عام 1905.
زمكان
يبدو أن هذا الزمن سيختلف عن الزمن المشاهد في قطار ساكن. ففي حالة القطار المتحرك بسرعة 240.000 كيلومتر في الثانية نتوقع أن تصل سرعة الضوء إل 300.000 - 240.000 == 60.000 كيلومتر في الثانية فقط (في اتجاه حركة القطار). فتبدو المسألة كما لو كان الضوء يحاول اللحاق بمقدمة القطار بينما هي تحاول الابتعاد عنه. وإذا كان المصباح في مقدمة القطار وجلسنا نحن في آخره وأردنا قياس الزمن الذي يستغرقه الضوء للوصول إلى آخره توقعنا أن تبلغ سرعة الضوء في هذه الحالة 300.000 + 240.000 == 540.000 كيلومتر في الثانية (لأن الضوء ومؤخرة القطار يتحركان باتجاه بعضهما). أي نتوقع أن يسير الضوء بسرعتين مختلفتين في الاتجاهين المتضادين داخل القطار المتحرك بينما تتساوى تلك السرعتان في القطار الساكن الذي لا يتحرك.
زمكان
من المألوف لنا التحرك بسرعات تقل كثيرا عن سرعة الضوء ولهذا لا نستطيع ملاحظة الصفة النسبية لآنية الأحداث. فإذا قمنا بدراسة سرعات مقاربة لسرعة الضوء نجدنا مضطرون لمراجعة صفتي "الأسبقية" و"الملاحقة" للأحداث، تماما كما اضطر الإنسان لمراجعة مدلولي "فوق" و"تحت" على الأرض بعد قيامه برحلات طويلة مقاربة لأبعاد الالكرة الأرضية، وقبل ذلك لم يجد ما يعارض اعتقاده بأن الأرض قرص مسطح.
سرعة
طبقاً للنسبية الخاصة، فأعلى سرعة في الكون هي "c". التعبير عن "c" بأنها سرعة الضوء ليس دقيقاً كثيراً، لكن بالإمكان القول مثلاً بأنها "سرعة الضوء "في الفراغ"" أو "أعلى سرعة في الكون". وتعادل "c" بدقة 299,792,458 م/ث، وهذا يعادل الدوران حول الأرض سبع مرات خلال ثانية واحدة. لا يُمكن للمادة الوصول تماماً إلى سرعة الضوء، حيث سوف يتطلب هذا مقداراً لا نهائياً من الطاقة.
سرعة الضوء
حيث:
الموجة المادية
نجد من فرضية دي-برولي 
باستخدام العلاقات النسبية للطاقة والزخم، نجد أن
حيث E هي الطاقة الكلية للجسيم (أي طاقة الراحة إضافة إلى الطاقة الحركية من وجهة نظر علم الحركة)، و "p الزخم، و "formula_10"c" سرعة الضوء، و β السرعة ككسر من سرعة الضوء c (جزء منها).
يمكن إعتبار المتغير "v سرعة الجسيم المتجهة أو سرعة الإرسال المتجهة للموجة الصاحبة. ولأن سرعة الجسيم" formula_19
وكما نرى هنا، فإنها تقترب من c عندما يكون الجسيم في النطاق النسبي. 
إن هذه السرعة الزاوية المتجهة التي تتعدى سرعة الضوء لا تخالف النسبية الخاصة، لأن الانتشار الزاوي لا يحمل أي طاقة. 
انظر مقالة Dispersion (optics) للتفاصيل.
سرعة الضوء
إضافة لذلك فقد عمل ماكسويل على تعميم قانون أمبير للمجالات المتغيرة زمنياً وأصبحت العلاقة بالصورة
formula_10
سرعة الضوء
كان اولي رومر أول من برهن ان الضوء يسير بسرعة ثابته ، وذلك في عام 1676. حيث قام بدراسة التحركات الجليه لإحدى اقمار كوكب المشتري. في عام 1865 , افترض جيمس ماكسويل ان الضوء عبارة عن موجات كهرومغناطيسية Electromagnetic waves.
سرعة الضوء (ألبوم)
سرعة الضوء, , هو استوديو الألبوم الثاني منفردا من المغني الممثل و البوب كوربن بلو. وكان أفرج عنه في 10 مارس 2009 بواسطة تسجيلات هوليوود .
سرعة خطية
السرعة الخطية هي تعبير عن اتجاه السرعة أنها سرعة خطياً وهو أبسط أنواع السرعات، ويكون اتجاه السرعة باتجاه الحركة ويكون لهاذه السرعة مقدار يمثل تغيير مكان الجسم في الثانية الواحدة.
تحويلات لورينتز
وتبين الحسابات أن تغير كتلة الجسم بازدياد سرعته هو تغير ينم بنفس معدل تقلص طوله طبقا لمعادلة لورينتز. فإدا كان جسم يتحرك بسرعة 240,000 كيلومتر في الثانية تصل كتلته إلى 1.6 من كتلته في حالة السكون (سرعة الضوء في الفراغ تبلغ 300,000 كيلومتر في الثانية).
برق
تبلغ سرعة البرق بضعة عشرات إلى مئات من الكيلومترات في الثانية الواحدة (قد تصل إلى 250 كيلومتر في الثانية للقائد و100 ألف كيلومتر في الثانية للدارة المقصورة الراجعة من الأرض). يلبس البعض بين سرعة البرق وبين سرعة الضوء حيث يعتقدون بأنها نفس السرعة نظرًا لما يرونه من إشعاع عبر مسار الصاعقة حيث يكون انتشار الأخير بسرعة الضوء.
زمكان
رأينا أن "مبدأ النسبية" ينطبق على الحركة أيضا وأنه توجد عدد لا حصر له من المختبرات في "حالة سكون"، لا تختلف فيها قوانين الحركة. والآن يبدو أن هناك نوع من الحركة يكون معارضا لهذا المبدأ، تلك هي حركة الضوء. فالضوء ينتشر في الفضاء بسرعة قدرها 300.000 كيلومتر في الثانية فهو بذلك ليس آنيا. ومن الصعب تصور مثل تلك السرعة لأن السرعات التي تواجهنا في حياتنا اليومية تقل عن ذلك بكثير. فتبلغ سرعة صاروخ حديث متعدد المراحل 12 كيلومتر في الثانية فقط. ومن بين الأجسام التي نعهد حركتها حركة الأرض حول الشمس فهي تسير في مدارها بسرعة تصل إلى 30 كيلومتر في الثانية.
سرعة
formula_7
سرعة
يعتبر العالم الايطالي الفيزيائي غاليليو غاليلي أول من قام بقياس السرعة عن طريق قياس المسافة المقطوعة والزمن الذي أخذته لقطع هذه المسافة. قام غاليليو بتعريف السرعة بالعلاقة الآتية:
ضوء
والطول الموجي للضوء في الطيف المرئي محصور في المنطقة من حوالي 0.4 ميكرومتر للبنفسجي الغامق إلى حوالي 0.7 ميكرومتر للأحمر القاني. والتردد لأي موجة يساوي النسبة بين سرعة الموجة إلى الطول الموجي، ويقاس بوحدات تسمَّى الهرتز. فالموجة لها تردد يساوي هرتزًا واحدًا إذا كانت قمة واحدة تمر خلال نقطة محددة في كل ثانية. والموجة لها تردد يساوي 100 هرتز إذا كانت 100 قمة تمر خلال نقطة محددة للقياس في كل ثانية. يسير الضوء في الفراغ بسرعة 300 مليون متر لكل ثانية تقريبًا. ولأن الضوء المرئي له طول موجي قصير وسرعة عالية فله تردد عال. فتردد الضوء البنفسجي مثلاً، يساوي 750 مليون مليون هرتز.
زمكان
أجرى "مايكلسون" تجربة عام 1881 وهو من أعظم علماء القرن التاسع عشر التجريبيين لتعيين سرعة الضوء في الاتجاهات السماوية المختلفة، ولتعيين هذا الفرق البسيط جدا المنتظر في سرعة الضوء. وقد أظهر مايكلسون ذكاء حادا في ابتكاره جهازا دقيقا كان من الممكن به قياس الفرق في السرعة حتى ولوكان أقل من المتوقع، ولكن التجربة أتت بنتيجة غير متوقعة، فلم يجد مايكلسون أي تغير في سرعة الضوء في الاتجاهات المختلفة.
بصريات
البصريات هي العلم الذي يتعامل مع الضوء في كيفيه تولده وانتشاره اما الضوء فهو نوع من أنواع الطاقات المعروفة كالطاقة الحرارية والطاقة الميكانيكية والطاقة الكهربية ولكن الطاقة الضوئية تظهر في صورة خاصه من صور الطاقة هي الصورة الاشعاعية والتي تؤثر في العين فتسبب الرؤية وتتحول هذه الطاقة الاشعاعية الضوئية إلى الأنواع المعروفة للطاقة تحقيقا لمبدأ بقاء الطاقة وكيفية رؤية العين لا كما كان يفسر قديما بأن الأشعة تخرج من العين فتسقط على الجسم فترى العين ويعرف الضوء المرئي بأنه الاشعاع الذي يؤثمر في العين فيسبب الرؤية وتعتمد درجة وضوح رؤية الجسم المرئي على الكم والنوع للطاقه المرتدة من الجسم والتي تستقبلها العين وكل نقطة على الجسم المرئي تعتبر مصدرا للاشعاع تستقبل منه العين كل الأشعة الصادرة منه على شكل مخروطى قاعدته هي العين وقمته هي النقطة التي على الجسم المضئ.
ينتشر الضوء في جميع الاتجاهات بسرعة فائقة جداً لدرجة انه لا يوجد في تجاربنا اليومية ما يدعونا للظن بأن سرعة الضوء ليست نهائية وتقل سرعة الضوء في الأوساط المادية فمثلا سرعة الضوء في الماء أكبر من سرعته في الماس.
و تختلف مصادر الضوء عن بعضها في مقدار الذبذبات الصادرة منها وبذلك تختلف في مقدار الطاقة الاضعاعية الصادرة عنها وبالتالى تأثيرها على الرؤيه أي أنها تختلف في طول الموجة والتردد ويتضح من هذا علاقه الألوان المكونة للضوء كل واحد منها له طول موجى وتردد خاصين بها ويختلفان عن باقى الألوان.
أوضح ماكسويل أن الضوء هو أحد الأجزاء المكونة للطيف الكهرومغناطيسي .
تاريخ علم البصريات
اتفق ابن سينا مع ابن الهيثم أن سرعة الضوء محدودة، كما لاحظ أن الاحساس بالضوء يرجع إلى انبعاث نوع من الجسيمات من المصدر المضيء، وأن سرعة الضوء لا بد وأن تكون محدودة. كما وافقه أبو الريحان البيروني في كون سرعة الضوء محدودة، وكان أول من اكتشف أن سرعة الضوء أكبر من سرعة الصوت. وفي القرن الحادي عشر الميلادي، كتب ابن معاذ الجياني «رسالة في انعكاس الضوء في الأفق» التي كانت كُتيّبًا صغيرًا احتوي على تقديره لزاوية انخفاض الشمس عند الشروق وعند الغروب، وحاول بناءً على تلك قيمة الزاوية ومعلومات أخرى حساب ارتفاع الرطوبة في الغلاف الجوي المسؤولة عن انكسار أشعة الشمس. ومن خلال تجاربه، توصّل إلى أن قيمة زاوية الانخفاض 18° التي تُقارب القيمة التي تم التوّصل إليها بعدئذ. وبعد قرنين من الزمان، استكمل قطب الدين الشيرازي وتلميذه كمال الدين الفارسي أعمال ابن الهيثم، وكانا أول من قدّم التفسير الصحيح لظاهرة قوس قزح التي نشرها الفارسي في كتابه «تنقية المناظر».
سرعة الضوء
في معظم الحالات العملية ، يمكن اعتبار أن الضوء يتحرك بشكل فوري حيث أن سرعته كبيرة جدا جدا ، ولكن عند قياس المسافات الطويلة كقياس بُعد نجم عنا أو في تجارب قياس الزمن الدقيقة فلا بد من أخذ سرعة الضوء في الاعتبار. فمثلا عند الاتصال بمسبار على المريخ تستغرق الإشارة عشر دقائق ويتأتينا إشارته خلال 10 دقائق أخرى (بحسب موقعة بالنسبة للأرض).
السفر بين المجرات
محدودية سرعة الضوء
أسرع من الضوء
يسبب التمدد الكوني ابتعاد المجرات البعيدة عنا بسرعة تتخطى سرعة الضوء، إذا استخدمنا المسافة المواتية والزمن الكوني في حساب سرعة هذه المجرات. إلا أن السرعة -في النسبية العامة- فكرة محلية، لذا فإن السرعة المحسوبة باستخدام الإحداثيات المسايرة ليس لها علاقة بسيطة بالسرعة المحسوبة محليا (انظر مسافة مسايرة لنقاش الأفكار المختلفة للسرعة في علم الكون). لا تنطبق القوانين المطبقة على السرعات النسبية في النسبية الخاصة –مثل قانون أن السرعات النسبية لا يمكن أن تتخطى سرعة الضوء- على السرعات النسبية في الإحداثيات المسايرة والتس توصف عادة من ناحية "تمدد الفضاء" بين المجرات. يُعتقد أن هذا التمدد بلغ أقصاه أثناء حقبة التضخم والتي يُعتقد أنها حدثت بعد جزء صغير من الثانية بعد الانفجار العظيم (تقترح بعض النماذج أن هذه المدة كانت من 10 ثانية بعد الانفجار العظيم إلى حوالي 10 ثانية)، والتي تمدد فيها الكون بسرعة تصل إلى حوالي 10 إلى 10.
النسبية الخاصة
ملحوظة : يتحرك شعاع الضوء بسرعة 299.792 كيلومتر في الثانية وينطبق ذلك أيضًا على كل الأشعة الكهرومغناطيسية التي هي من صفات الضوء. وهذا معناه أن موجات الراديو بسرعتها هذه تدور حول الكرة الأرضية 7 مرات في الثانية الواحدة.
تمدد الزمن
كم تبلغ سرعة مسافر بالنسبة لقضبان السكة الحديدية إذا كان القطار يسير بسرعة 50 كيلومتر في الساعة والراكب يجري داخل القطار إلى الأمام بسرعة 5 كيلومتر في الساعة ؟ من الواضح أننا نحسب سرعة المسافر 55 كيلومتر في الساعة بالنسبة إلى قضبان السكة الحديدية. هذه النتيجة تأتي من قانون جمع السرعات ولا نريد بث الشك في صحته. ولكن عند دراستنا للنظرية النسبية تبين لنا أن هناك "حد أقصى للسرعة " في الكون (انظر زمكان) وهو يحتم محدودية التطبيق العام لقانون جمع السرعات على السرعات الكبيرة التي تقترب من سرعة الضوء. لأنه إذا افترضنا أن المسافر في "قطار أينشتاين" يتحرك بسرعة 100.000 كيلومتر في الثانية داخل القطار فلا يمكن أن تصل سرعته مثلا إلى :