|
Maykelsonning yorug'lik tezligini aniqlash bo'yicha tajribasi
|
| bet | 5/8 | | Sana | 14.05.2024 | | Hajmi | 4,32 Mb. | | #231690 |
Bog'liq Yorug’lik tezligi va uning aniqlash ussulariMaykelsonning yorug'lik tezligini aniqlash bo'yicha tajribasi: Tajribalar 1924 yildan 1927 yilgacha davom etgan va 5 ta kuzatuvlardan iborat bo'lgan. Eksperimentning mohiyati quyidagicha edi. Los-Anjeles yaqinidagi Uilson tog'ida yorug'lik manbai, oyna va aylanadigan oktahedral prizma, 35 km dan keyin esa San-Antonio tog'ida - aks etuvchi oyna o'rnatildi. Birinchidan, linzalar va yoriqlar orqali yorug'lik yuqori tezlikli rotor (528 rps tezlikda) yordamida aylanadigan prizma ustiga tushdi.
Tajribalar ishtirokchilari aylanish tezligini okulyarda yorug'lik manbai tasviri yaqqol ko'rinib turishi uchun sozlashi mumkin edi. Tepaliklar orasidagi masofa va aylanish tezligi ma'lum bo'lganligi sababli, Mishelson yorug'lik tezligining qiymatini aniqladi - 299796 km / s.
Olimlar, nihoyat, 20-asrning ikkinchi yarmida nurlanish tezligi to'g'risida qaror qabul qildilar, bu davrda nurlanish chastotasining eng yuqori barqarorligi bilan ajralib turadigan maserlar va lazerlar yaratildi. 70-yillarning boshlarida o'lchov xatosi 1 km / s ga tushdi. Natijada, 1975 yilda bo'lib o'tgan og'irlik va o'lchovlar bo'yicha XV Bosh konferentsiyaning tavsiyasiga binoan vakuumdagi yorug'lik tezligi hozirda 299792.458 km / sek ga teng deb qaror qilindi.
Ko'rinib turibdiki, koinotning olis burchaklarini kashf etishni kosmik kemalarsiz katta tezlikda uchratish mumkin emas. Yorug'lik tezligida istalgan. Ammo bu mumkinmi?
Yorug'lik tezligi to'sig'i nisbiylik nazariyasining natijalaridan biridir. Ma'lumki, tezlikni oshirish energiyani oshirishni talab qiladi. Yorug'lik tezligi deyarli cheksiz quvvatni talab qiladi. Afsuski, fizika qonunlari bunga mutlaqo qarshi. 300000 km / s tezlikdagi kosmik kemada unga qarab uchib ketayotgan zarralar, masalan, vodorod atomlari, 10 000 sievert / s ga teng kuchli nurlanish manbasiga aylanadi. Bu Katta Adron Kollayderi ichidagi bilan bir xil.
Jons Xopkins universiteti olimlarining fikriga ko'ra, tabiatda bunday dahshatli kosmik nurlanishdan etarli darajada himoya yo'q. Yulduzlararo chang ta'siridan eroziya kemaning yo'q qilinishini yakunlaydi. Yorug'lik tezligining yana bir muammosi vaqtni kengaytirishdir. Shu bilan birga, qarilik ancha uzoqroq bo'ladi. Vizual maydon ham kavisli bo'ladi, natijada kema traektoriyasi xuddi tunnel ichkarisidan o'tib ketadi, uning oxirida ekipaj yorqin nurni ko'radi. Kema orqasida mutlaqo zulmat bo'ladi. Demak, yaqin kelajakda insoniyat yuqori tezlikdagi yorug'lik tezligining 10 foizini cheklashi kerak bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, Yerga eng yaqin yulduz - Proksima Centauri (4,22 yorug'lik yili) parvoz qilish uchun 40 yil vaqt ketadi.
Bitta muhim xususiyatlar, bu bo'shliq va boshqa optik muhitda yorug'likning tarqalish tezligi. Amaliy hayotda odam tomonidan kuzatilgan turli xil harakatlanuvchi narsalarning tarqalish tezligi bilan taqqoslaganda yorug'lik tezligining ulkan kattaligi ko'plab optik hodisalarni tushuntirishda va yorug'lik tezligini amaliy aniqlashda ko'plab qiyinchiliklarni keltirib chiqardi. Insonga materiyani harakatlanish imkoniyatini sezish qanchalik qiyin bo'lganligini ko'rsatish uchun, bu holda yorug'lik, katta tezlikda, italiyalik olim Galileo Galiley tomonidan olingan, uning hamkasbi bilan birgalikda ikkita qo'shni tog 'cho'qqisiga joylashib, bir-biriga chiroq chiroqlari bilan ishora qilgan yorug'lik tezligini aniqlashga misol keltirishimiz mumkin. ... Ushbu tajribaning bir ishtirokchisi chiroq chirog'ining qopqog'ini ochdi va bir vaqtning o'zida soatni yoqdi. Yorug'lik signalini olgan ikkinchi ishtirokchi ham chiroqni ochdi va birinchi eksperimentator yo'nalishi bo'yicha nur yubordi, u javob signalini olgan holda soatni to'xtatdi. Tog'larning tepalari orasidagi masofani va yorug'likning bu masofani oldinga va orqaga harakatlanish vaqtini bilib, siz yorug'lik tezligini olishingiz mumkin. Yorug'lik tezligini aniqlashga qaratilgan ushbu urinish nima uchun kerakli natijalarni bermaganligi, albatta, biz uchun ravshan.
Tez orada ma'lum bo'ldiki, yorug'likning tarqalish tezligini talab qilinadigan aniqlik bilan o'lchash uchun, birinchi navbatda, yorug'lik yurishi uchun katta masofalarga ega bo'lish kerak edi, ikkinchidan, vaqtni juda yuqori aniqlik bilan hisoblash kerak edi.
Yorug‘lik tezligini aniqlashning laboratoriya usullaridan birini 1849- yilda fransuz olimi I. Fizo qo‘llagan. Fizo yorug‘likni aylanib turgan g‘ildirak tishlari orasidan o‘tkazdi. Shundan keyin yorug‘lik g‘ildirakdan bir necha kilometr masofada turgan ko‘zguga tushirildi. Yorug‘lik ko‘zgudan qaytib, yana g‘ildirak tishlari orasidan o‘tishi kerak edi. G‘ildirak sekin aylanganda ko‘zgudan qaytgan yorug‘lik ko‘rinar edi. G‘ildirakning aylanish tezligi oshirilganda yorug‘lik sekin-asta ko‘rinmaydigan bo‘lib G‘ildirakning aylanish tezligi yanada orttirilganda yorug‘lik yana ko‘rinadigan bo‘ladi. Ravshanki, yorug‘lik ko‘zguga borib, undan qaytib kelguncha g‘ildirak aylanib, bundan oldin kesik turgan joyga boshqa kesik to‘g‘ri kelib qoldi. Bu vaqtni va ko‘zgu bilan g‘ildirak orasidagi masofani bilgan holda yorug‘lik tezligini aniqlash mumkin bo‘ladi. Fizo tajribasida ko‘zgu bilan g‘ildirak orasidagi masofa 8,6 km edi va yorug‘lik tezligining qiymati 31 3000 km/s bo‘lib chiqdi. Yorug‘lik tezligining aniq qiymatini 1926—1929- yillarda amerikalik olim Maykelson ishlab chiqqan. Maykelson tishli g‘ildirak o‘rniga aylanuvchi ko‘zgulardan foydalandi. Maykelson tajriba o‘tkazish uchun Kaliforniyadagi ikkita tog‘ cho‘qqisidan foydalandi, bu cho‘qqilar orasi 35,426 km bo‘lib, bu masofa juda aniq o‘lchangan (5- rasm). Cho‘qqilardan biriga S yorug‘lik manbayi o‘rnatilgan, bu manbadan kelayotgan yorug‘lik kichik tirqishdan o‘tib, sakkiz yoqli A ko‘zgu prizmaga tushadi. Prizmadan qaytgan yorug‘lik ikkinchi cho‘qqiga o‘rnatilgan B botiq ko‘zguga tushib, undan m yassi ko‘zguga, so‘ngra yana B ko‘zguning boshqa nuqtasiga tushadi, shundan so‘ng A prizmaning ikkinchi tomoniga tushib, undan qaytgan yorug‘lik S ko‘rish trubasi orqali kuzatuvchining ko‘ziga tushadi. Yorug‘likning o‘tgan yo‘lini, uning harakat vaqtini bilgan holda yorug‘lik tezligini osongina hisoblash mumkin. Bu tajribadan, yorug‘likning havodagi tezligi 299711 km/s ga teng ekanligi aniqlanib, vakuumdagi tezlik esa 299796 km/s ga teng ekanligi hisoblangan. Shuning uchun yorug‘likning vakuumdagi tezligi taxminan c = 300 000 km/s = 3•108 m/s ga teng deb olinadi. Har xil muhitlardagi yorug‘lik tezliklarini o‘lchash, har qanday shaffof muhitda yorug‘likning, umuman, elektromagnit to‘lqinlarning tezligi uning vakuumdagi tezligidan kichik bo‘lishini tasdiqlaydi. Muhitdan o‘tayotgan yorug‘lik tezligining uning bo‘shliqdagi tezligiga nisbatan kamayishini xarakterlaydigan kattalik shu muhitning optik zichligi deyiladi. Muhitdagi yorug‘lik tezligi uning bo‘shliqdagi tezliliga nisbatan qancha kichik bo‘lsa, muhitning optik zichligi vakuum zichligidan shuncha katta hisoblanadi.
|
| |
