Дано:
- Расстояние от Земли до Луны L = 384000 км = 3,84 * 10^8 м.
- Частота вращения зеркала f = 1 об/с.
Найти:
- Скорость движения светового пятна по поверхности Луны V.
Решение:
1. Рассмотрим, что при одном полном обороте зеркала лазерный луч проходит расстояние, равное двойному расстоянию до Луны (туда и обратно). Обозначим это расстояние как S:
S = 2 * L = 2 * (3,84 * 10^8 м) = 7,68 * 10^8 м.
2. Поскольку зеркало совершает 1 оборот за 1 секунду, оно будет отражать лазерный луч в разные позиции на поверхности Луны с частотой 1 Гц.
3. Теперь найдем скорость светового пятна по поверхности Луны. Скорость можно определить как отношение пройденного расстояния к времени:
V = S / T,
где T — время одного оборота зеркала, которое равно 1 с.
Подставим значения:
V = (7,68 * 10^8 м) / (1 с) = 7,68 * 10^8 м/с.
4. Полученная скорость V эквивалентна скорости светового пятна по поверхности Луны, которая значительно превышает скорость света c ≈ 3 * 10^8 м/с.
Теперь проанализируем, не противоречит ли полученный результат постулату специальной теории относительности.
Согласно специальной теории относительности, никакое физическое тело или информация не может двигаться со скоростью выше скорости света. Однако в данном случае мы рассматриваем скорость перемещения светового пятна, а не физического объекта или информации. Это световое пятно — это всего лишь визуальный эффект, создаваемый движением отраженного лазерного луча, и не передает никакой информации или вещества.
Ответ: Скорость движения светового пятна по поверхности Луны составляет 7,68 * 10^8 м/с, что не противоречит постулату специальной теории относительности, так как это просто движение светового пятна, а не передача информации или материи со скоростью выше света.