வெற்றிடத்தில் ஒளி எவ்வளவு வேகமாக பயணிக்கிறது

வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் என்பது இயற்பியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு குறிகாட்டியாகும், மேலும் ஒரு காலத்தில் பல கண்டுபிடிப்புகளைச் செய்வதற்கும், பல நிகழ்வுகளின் தன்மையை விளக்குவதற்கும் சாத்தியமாக்கியது. தலைப்பைப் புரிந்துகொள்வதற்கும், இந்த காட்டி எவ்வாறு, எந்த சூழ்நிலையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கும் பல முக்கியமான புள்ளிகள் படிக்கப்பட வேண்டும்.

ஒளியின் வேகம் என்ன

வெற்றிடத்தில் ஒளியின் பரவலின் வேகம் ஒரு முழுமையான மதிப்பாகக் கருதப்படுகிறது, இது மின்காந்த கதிர்வீச்சின் பரவலின் வேகத்தை பிரதிபலிக்கிறது. இது இயற்பியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் ஒரு சிறிய லத்தீன் எழுத்து "s" வடிவத்தில் ஒரு பதவியைக் கொண்டுள்ளது (இது "tse" என்று கூறுகிறது).

ஒரு வெற்றிடத்தில், வெவ்வேறு துகள்கள் எவ்வளவு வேகமாக நகரும் என்பதை தீர்மானிக்க ஒளியின் வேகம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பெரும்பாலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் விஞ்ஞானிகளின் கூற்றுப்படி, வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் துகள் இயக்கத்தின் அதிகபட்ச வேகம் மற்றும் பல்வேறு வகையான கதிர்வீச்சுகளின் பரவல் ஆகும்.

நிகழ்வுகளின் எடுத்துக்காட்டுகளைப் பொறுத்தவரை, அவை:

1. எதிலிருந்தும் தெரியும் ஒளி ஆதாரம்.
2. அனைத்து வகையான மின்காந்த கதிர்வீச்சும் (எக்ஸ்-கதிர்கள் மற்றும் ரேடியோ அலைகள் போன்றவை).
3. ஈர்ப்பு அலைகள் (இங்கு சில நிபுணர்களின் கருத்துக்கள் வேறுபடுகின்றன).

பல வகையான துகள்கள் ஒளியின் வேகத்திற்கு அருகில் பயணிக்க முடியும், ஆனால் அதை அடைய முடியாது.

ஒளியின் வேகத்தின் சரியான மதிப்பு

விஞ்ஞானிகள் ஒளியின் வேகம் என்ன என்பதை தீர்மானிக்க பல ஆண்டுகளாக முயற்சித்து வருகின்றனர், ஆனால் துல்லியமான அளவீடுகள் கடந்த நூற்றாண்டின் 70 களில் செய்யப்பட்டன. இறுதியில் காட்டி 299,792,458 மீ/வி அதிகபட்ச விலகல் +/-1.2 மீ. இன்று அது ஒரு மாறாத இயற்பியல் அலகு, ஒரு மீட்டரில் உள்ள தூரம் ஒரு வினாடியின் 1/299,792,458 ஆக இருப்பதால், வெற்றிடத்தில் ஒளி 100 செமீ பயணிக்க எவ்வளவு நேரம் ஆகும்.

அறிவியல் ஒளியின் வேகத்தை தீர்மானிப்பதற்கான சூத்திரம்.

கணக்கீடுகளை எளிதாக்க, காட்டி 300,000,000 m/s (3×108 m/s) என எளிமைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. பள்ளியில் இயற்பியல் பாடத்தில் அனைவருக்கும் தெரிந்ததே, இந்த வடிவத்தில் வேகம் அளவிடப்படுகிறது.

இயற்பியலில் ஒளியின் வேகத்தின் அடிப்படை பங்கு

ஆய்வில் எந்த குறிப்பு அமைப்பு பயன்படுத்தப்பட்டாலும், இந்த காட்டி முக்கிய ஒன்றாகும். இது அலை மூலத்தின் இயக்கத்தைச் சார்ந்தது அல்ல, இதுவும் முக்கியமானது.

1905 இல் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனால் மாறுபாடு முன்வைக்கப்பட்டது. ஒளிரும் ஈதர் இருப்பதற்கான ஆதாரங்களைக் கண்டுபிடிக்காத மற்றொரு விஞ்ஞானியான மேக்ஸ்வெல், மின்காந்தவியல் பற்றிய ஒரு கோட்பாட்டை முன்வைத்த பிறகு இது நடந்தது.

ஒளியின் வேகத்தை விட அதிகமான வேகத்தில் ஒரு காரண விளைவை கொண்டு செல்ல முடியாது என்ற கூற்று இன்று மிகவும் நியாயமானதாக கருதப்படுகிறது.

மூலம்! இயற்பியலாளர்கள் சில துகள்கள் கருதப்பட்ட குறிகாட்டியை விட அதிக வேகத்தில் நகர முடியும் என்பதை மறுக்கவில்லை. இருப்பினும், தகவல்களைத் தெரிவிக்க அவற்றைப் பயன்படுத்த முடியாது.

வரலாற்றுக் குறிப்புகள்

தலைப்பின் அம்சங்களைப் புரிந்து கொள்ளவும், சில நிகழ்வுகள் எவ்வாறு கண்டுபிடிக்கப்பட்டன என்பதைக் கண்டறியவும், சில விஞ்ஞானிகளின் சோதனைகளைப் படிக்க வேண்டும். 19 ஆம் நூற்றாண்டில், விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவிய பல கண்டுபிடிப்புகள் செய்யப்பட்டன, அவை முக்கியமாக மின்சாரம் மற்றும் காந்த மற்றும் மின்காந்த தூண்டலின் நிகழ்வுகளைப் பற்றியது.

ஜேம்ஸ் மேக்ஸ்வெல்லின் சோதனைகள்

இயற்பியலாளரின் ஆராய்ச்சி தொலைவில் உள்ள துகள்களின் தொடர்புகளை உறுதிப்படுத்தியது. பின்னர், இது வில்ஹெல்ம் வெபரை மின்காந்தவியல் பற்றிய புதிய கோட்பாட்டை உருவாக்க அனுமதித்தது. மேக்ஸ்வெல் காந்த மற்றும் மின்சார புலங்களின் நிகழ்வையும் தெளிவாக நிறுவினார், மேலும் அவை ஒன்றையொன்று உருவாக்கி, மின்காந்த அலைகளை உருவாக்குகின்றன. இந்த விஞ்ஞானிதான் முதன்முதலில் "கள்" என்ற பெயரைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கினார், இது இன்னும் உலகம் முழுவதும் உள்ள இயற்பியலாளர்களால் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இதற்கு நன்றி, பெரும்பாலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஏற்கனவே ஒளியின் மின்காந்த தன்மையைப் பற்றி பேசத் தொடங்கினர். மேக்ஸ்வெல், மின்காந்த தூண்டுதல்களின் பரவலின் வேகத்தைப் படிக்கும் போது, ​​இந்த காட்டி ஒளியின் வேகத்திற்கு சமம் என்ற முடிவுக்கு வந்தார், ஒரு காலத்தில் அவர் இந்த உண்மையால் ஆச்சரியப்பட்டார்.

மேக்ஸ்வெல்லின் ஆராய்ச்சிக்கு நன்றி, ஒளி, காந்தம் மற்றும் மின்சாரம் ஆகியவை தனித்தனி கருத்துக்கள் அல்ல என்பது தெளிவாகியது. ஒன்றாக, இந்த காரணிகள் ஒளியின் தன்மையை தீர்மானிக்கின்றன, ஏனெனில் இது ஒரு காந்த மற்றும் மின்சார புலத்தின் கலவையாகும், இது விண்வெளியில் பரவுகிறது.

மின்காந்த அலை பரவல் திட்டம்.

மைக்கேல்சன் மற்றும் ஒளியின் வேகத்தின் முழுமையை நிரூபிப்பதில் அவரது அனுபவம்

கடந்த நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில், பெரும்பாலான விஞ்ஞானிகள் கலிலியோவின் சார்பியல் கொள்கையைப் பயன்படுத்தினர், அதன்படி எந்தக் குறிப்புச் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தினாலும் இயக்கவியலின் விதிகள் மாறாது என்று நம்பப்பட்டது. ஆனால் அதே நேரத்தில், கோட்பாட்டின் படி, மூல நகரும் போது மின்காந்த அலைகளின் பரவல் வேகம் மாற வேண்டும். இது கலிலியோ மற்றும் மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டின் இரண்டு நிலைப்பாடுகளுக்கும் எதிரானது, இது ஆராய்ச்சியின் தொடக்கத்திற்கு காரணமாக இருந்தது.

அந்த நேரத்தில், பெரும்பாலான விஞ்ஞானிகள் "ஈதர் கோட்பாட்டிற்கு" சாய்ந்தனர், அதன்படி குறிகாட்டிகள் அதன் மூலத்தின் வேகத்தை சார்ந்து இல்லை, முக்கிய தீர்மானிக்கும் காரணி சுற்றுச்சூழலின் அம்சங்கள்.

மைக்கேல்சன் ஒளியின் வேகம் அளவிடும் திசையைப் பொறுத்தது அல்ல என்பதைக் கண்டுபிடித்தார்.

பூமி ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் விண்வெளியில் நகர்வதால், ஒளியின் வேகம், திசைவேகக் கூட்டல் விதியின்படி, வெவ்வேறு திசைகளில் அளவிடப்படும் போது வேறுபடும். ஆனால் மைக்கேல்சன் எந்த திசையில் அளவீடுகள் செய்யப்பட்டாலும், மின்காந்த அலைகளின் பரவலில் எந்த வித்தியாசத்தையும் காணவில்லை.

ஈதர் கோட்பாட்டால் ஒரு முழுமையான மதிப்பின் இருப்பை விளக்க முடியவில்லை, இது அதன் தவறான தன்மையை இன்னும் சிறப்பாகக் காட்டியது.

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடு

அந்த நேரத்தில் ஒரு இளம் விஞ்ஞானி பெரும்பாலான ஆராய்ச்சியாளர்களின் கருத்துக்களுக்கு எதிரான ஒரு கோட்பாட்டை முன்வைத்தார். அதன் படி, நேரம் மற்றும் இடம் போன்ற பண்புகள் உள்ளன, அவை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட குறிப்பு சட்டத்தைப் பொருட்படுத்தாமல் வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்தின் மாறுபாட்டை உறுதி செய்கின்றன. இது மைக்கேல்சனின் தோல்வியுற்ற சோதனைகளை விளக்கியது, ஏனெனில் ஒளி பரவலின் வேகம் அதன் மூலத்தின் இயக்கத்தைப் பொறுத்தது அல்ல.

[tds_council]ஐன்ஸ்டீனின் கோட்பாட்டின் சரியான தன்மையை மறைமுகமாக உறுதிப்படுத்துவது "ஒரேநிலையின் சார்பியல்" ஆகும், அதன் சாராம்சம் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.[/tds_council]

ஒரு நபரின் இருப்பிடம் ஒளி பரவல் பற்றிய அவர்களின் உணர்வை எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதற்கான எடுத்துக்காட்டு.

ஒளியின் வேகம் முன்பு எப்படி அளவிடப்பட்டது?

இந்த குறிகாட்டியைத் தீர்மானிக்கும் முயற்சிகள் பலரால் செய்யப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அறிவியலின் குறைந்த அளவிலான வளர்ச்சியின் காரணமாக, இதைச் செய்வது முன்பு சிக்கலாக இருந்தது. எனவே, பழங்கால விஞ்ஞானிகள் ஒளியின் வேகம் எல்லையற்றது என்று நம்பினர், ஆனால் பின்னர் பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த அனுமானத்தை சந்தேகித்தனர், இது அதை தீர்மானிக்க பல முயற்சிகளுக்கு வழிவகுத்தது:

1. கலிலியோ மின்விளக்குகளைப் பயன்படுத்தினார். ஒளி அலைகளின் பரவலின் வேகத்தைக் கணக்கிட, அவரும் அவரது உதவியாளரும் மலைகளில் இருந்தனர், அவற்றுக்கிடையேயான தூரம் சரியாக தீர்மானிக்கப்பட்டது. பின்னர் பங்கேற்பாளர்களில் ஒருவர் விளக்கைத் திறந்தார், இரண்டாவது அவர் ஒளியைப் பார்த்தவுடன் அதைச் செய்ய வேண்டும். ஆனால் இந்த முறை அலை பரவலின் அதிக வேகம் மற்றும் நேர இடைவெளியை துல்லியமாக தீர்மானிக்க இயலாமை காரணமாக முடிவுகளை கொடுக்கவில்லை.
2. டென்மார்க்கைச் சேர்ந்த வானியலாளர் ஓலாஃப் ரோமர், வியாழனைக் கவனிக்கும்போது ஒரு அம்சத்தைக் கவனித்தார். பூமியும் வியாழனும் அவற்றின் சுற்றுப்பாதையில் எதிரெதிர் புள்ளிகளில் இருந்தபோது, ​​அயோவின் கிரகணம் (வியாழனின் சந்திரன்) கிரகத்துடன் ஒப்பிடும்போது 22 நிமிடங்கள் தாமதமானது. இதன் அடிப்படையில், ஒளி அலைகளின் பரவலின் வேகம் எல்லையற்றது அல்ல, வரம்பு உள்ளது என்று அவர் முடிவு செய்தார். அவரது கணக்கீடுகளின்படி, இந்த எண்ணிக்கை வினாடிக்கு தோராயமாக 220,000 கி.மீ.
   ரோமர் படி ஒளியின் வேகத்தை தீர்மானித்தல்.
3. அதே காலகட்டத்தில், ஆங்கில வானியலாளர் ஜேம்ஸ் பிராட்லி, சூரியனைச் சுற்றி பூமியின் இயக்கம் மற்றும் அதன் அச்சில் சுழற்சியின் காரணமாக, வானத்தில் நட்சத்திரங்களின் நிலை காரணமாக ஒளி பிறழ்வு நிகழ்வைக் கண்டுபிடித்தார். அவற்றுக்கான தூரம் தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருக்கிறது.இந்த அம்சங்கள் காரணமாக, நட்சத்திரங்கள் ஒவ்வொரு ஆண்டும் ஒரு நீள்வட்டத்தை விவரிக்கின்றன. கணக்கீடுகள் மற்றும் அவதானிப்புகளின் அடிப்படையில், வானியலாளர் வேகத்தை கணக்கிட்டார், அது வினாடிக்கு 308,000 கி.மீ.
   ஒளியின் பிறழ்வு
4. லூயிஸ் ஃபிஸோ ஒரு ஆய்வக பரிசோதனை மூலம் சரியான குறிகாட்டியை முதலில் தீர்மானிக்க முடிவு செய்தார். அவர் மூலத்திலிருந்து 8633 மீ தொலைவில் கண்ணாடி மேற்பரப்புடன் ஒரு கண்ணாடியை நிறுவினார், ஆனால் தூரம் சிறியதாக இருப்பதால், துல்லியமான நேர கணக்கீடுகளை செய்ய இயலாது. பின்னர் விஞ்ஞானி ஒரு கோக்வீலை அமைத்தார், அது அவ்வப்போது ஒளியை பற்களால் மூடியது. சக்கரத்தின் வேகத்தை மாற்றுவதன் மூலம், ஒளி எந்த வேகத்தில் பற்களுக்கு இடையில் நழுவுவதற்கும் திரும்புவதற்கும் நேரம் இல்லை என்பதை Fizeau தீர்மானித்தார். அவரது கணக்கீடுகளின்படி, வேகம் வினாடிக்கு 315 ஆயிரம் கிலோமீட்டர்.
   லூயிஸ் ஃபிசோவின் அனுபவம்.

ஒளியின் வேகத்தை அளவிடுதல்

இதை பல வழிகளில் செய்யலாம். அவற்றை விரிவாக பகுப்பாய்வு செய்வது மதிப்புக்குரியது அல்ல, ஒவ்வொன்றும் தனித்தனி மதிப்பாய்வு தேவைப்படும். எனவே, வகைகளைப் புரிந்துகொள்வது எளிதானது:

1. வானியல் அளவீடுகள். இங்கே, ரோமர் மற்றும் பிராட்லியின் முறைகள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை அவற்றின் செயல்திறனை நிரூபித்துள்ளன மற்றும் காற்று, நீர் மற்றும் சுற்றுச்சூழலின் பிற அம்சங்களின் பண்புகள் செயல்திறனை பாதிக்காது. விண்வெளி வெற்றிடத்தின் நிலைமைகளின் கீழ், அளவீட்டு துல்லியம் அதிகரிக்கிறது.
2. குழி அதிர்வு அல்லது குழி விளைவு - இது கிரகத்தின் மேற்பரப்புக்கும் அயனோஸ்பியருக்கும் இடையில் எழும் குறைந்த அதிர்வெண் நிற்கும் காந்த அலைகளின் நிகழ்வின் பெயர். சிறப்பு சூத்திரங்கள் மற்றும் அளவிடும் கருவிகளின் தரவைப் பயன்படுத்தி, காற்றில் உள்ள துகள்களின் வேகத்தின் மதிப்பைக் கணக்கிடுவது கடினம் அல்ல.
3. இன்டர்ஃபெரோமெட்ரி - பல வகையான அலைகள் உருவாகும் ஆராய்ச்சி முறைகளின் தொகுப்பு.இது ஒரு குறுக்கீடு விளைவை ஏற்படுத்துகிறது, இது மின்காந்த மற்றும் ஒலி அதிர்வுகளின் பல அளவீடுகளை செயல்படுத்துவதை சாத்தியமாக்குகிறது.

சிறப்பு உபகரணங்களின் உதவியுடன், சிறப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தாமல் அளவீடுகள் எடுக்கப்படலாம்.

சூப்பர்லூமினல் வேகம் சாத்தியமா?

சார்பியல் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில், இயற்பியல் துகள்களால் காட்டி அதிகமாக இருப்பது காரணக் கொள்கையை மீறுகிறது. இதன் காரணமாக, எதிர்காலத்திலிருந்து கடந்த காலத்திற்கும் அதற்கு நேர்மாறாகவும் சமிக்ஞைகளை அனுப்ப முடியும். ஆனால் அதே நேரத்தில், சாதாரண பொருட்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது வேகமாக நகரும் துகள்கள் இருக்கலாம் என்று கோட்பாடு மறுக்கவில்லை.

இந்த வகை துகள்கள் டச்சியோன்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அவை வேகமாக நகரும், குறைந்த ஆற்றலை எடுத்துச் செல்கின்றன.

வீடியோ பாடம்: Fizeau இன் பரிசோதனை. ஒளியின் வேகத்தை அளவிடுதல். இயற்பியல் தரம் 11.

வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் ஒரு நிலையான மதிப்பு; இயற்பியலில் பல நிகழ்வுகள் அதை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. அதன் வரையறை அறிவியலின் வளர்ச்சியில் ஒரு புதிய மைல்கல்லாக மாறியது, ஏனெனில் இது பல செயல்முறைகளை விளக்கியது மற்றும் பல கணக்கீடுகளை எளிதாக்கியது.