वेगवेगळ्या मीडिया टेबलमध्ये प्रकाशाचा वेग. मंद प्रकाश

1676 मध्ये, डॅनिश खगोलशास्त्रज्ञ ओले रोमर यांनी प्रकाशाच्या वेगाचा पहिला अंदाज लावला. रोमरने गुरूच्या चंद्रांच्या ग्रहणांच्या कालावधीत थोडीशी विसंगती लक्षात घेतली आणि असा निष्कर्ष काढला की पृथ्वीची हालचाल, एकतर बृहस्पतिपासून दूर जाणे किंवा चंद्रापासून परावर्तित होणारे अंतर बदलते.

या विसंगतीची तीव्रता मोजून, रोमरने प्रकाशाचा वेग 219,911 किलोमीटर प्रति सेकंद असल्याचे मोजले. 1849 मध्ये नंतरच्या प्रयोगात, फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ आर्मंड फिझेऊ यांना प्रकाशाचा वेग 312,873 किलोमीटर प्रति सेकंद असल्याचे आढळले.

वरील आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, फिझेओच्या प्रायोगिक सेटअपमध्ये प्रकाश स्रोत, अर्धपारदर्शक आरसा होता जो त्यावर पडणाऱ्या प्रकाशाचा फक्त अर्धा भाग प्रतिबिंबित करतो, बाकीचे फिरणारे गियर व्हील आणि स्थिर आरशातून जाऊ देतो. जेव्हा प्रकाश अर्धपारदर्शक आरशावर आदळतो, तेव्हा ते एका गियर व्हीलवर परावर्तित होते, ज्यामुळे प्रकाशाचे तुळईमध्ये विभाजन होते. फोकसिंग लेन्सच्या प्रणालीमधून गेल्यानंतर, प्रत्येक प्रकाश किरण स्थिर आरशातून परावर्तित झाला आणि पुन्हा गियर व्हीलवर परत आला. गीअर व्हील ज्या गतीने परावर्तित बीम अवरोधित करते त्याचे अचूक मोजमाप करून, फिझेओ प्रकाशाच्या गतीची गणना करू शकला. त्यांचे सहकारी जीन फौकॉल्ट यांनी एका वर्षानंतर ही पद्धत सुधारली आणि प्रकाशाचा वेग 297,878 किलोमीटर प्रति सेकंद असल्याचे आढळले. हे मूल्य 299,792 किलोमीटर प्रति सेकंद या आधुनिक मूल्यापेक्षा थोडे वेगळे आहे, जे लेसर रेडिएशनची तरंगलांबी आणि वारंवारता गुणाकार करून मोजले जाते.

फिजाऊचा प्रयोग

वरील चित्रांमध्ये दाखवल्याप्रमाणे, चाक हळूहळू फिरते तेव्हा प्रकाश पुढे जातो आणि चाकाच्या दातांमधील समान अंतराने परत येतो (तळाशीचे चित्र). जर चाक पटकन फिरत असेल (वरचे चित्र), शेजारील कॉग परत येणारा प्रकाश रोखतो.

Fizeau चे निकाल

गियरपासून 8.64 किलोमीटर अंतरावर आरसा ठेवून, फिझेओने निर्धारित केले की परत येणारा प्रकाश बीम अवरोधित करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या गियरच्या रोटेशनचा वेग 12.6 क्रांती प्रति सेकंद आहे. हे आकडे, तसेच प्रकाशाने प्रवास केलेले अंतर आणि प्रकाश किरण (चाकाच्या दातांमधील अंतराच्या रुंदीएवढे) रोखण्यासाठी गीअरला किती अंतर पार करावे लागते हे जाणून घेऊन, त्याने मोजले की प्रकाश किरण किती आहे. गीअरपासून आरशापर्यंत आणि मागे अंतर प्रवास करण्यासाठी 0.000055 सेकंद. यावेळेस प्रकाशाने प्रवास केलेले एकूण १७.२८ किलोमीटरचे अंतर भागून, फिझेओला ३१२८७३ किलोमीटर प्रति सेकंद या वेगाचे मूल्य मिळाले.

फौकॉल्टचा प्रयोग

1850 मध्ये, फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ जीन फुकॉल्ट यांनी गियर व्हीलच्या जागी फिरणाऱ्या आरशाने फिझेओचे तंत्र सुधारले. प्रकाश किरण निघणे आणि परत येण्याच्या कालावधी दरम्यान आरशाने पूर्ण 360° रोटेशन पूर्ण केले तेव्हाच स्त्रोताकडून प्रकाश निरीक्षकापर्यंत पोहोचला. या पद्धतीचा वापर करून, फूकॉल्टने 297878 किलोमीटर प्रति सेकंद या प्रकाशाच्या वेगाचे मूल्य प्राप्त केले.

प्रकाशाचा वेग मोजण्यासाठी अंतिम जीवा.

लेसरच्या शोधामुळे भौतिकशास्त्रज्ञांना प्रकाशाचा वेग पूर्वीपेक्षा जास्त अचूकतेने मोजता आला आहे. 1972 मध्ये, नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ स्टँडर्ड्स अँड टेक्नॉलॉजीच्या शास्त्रज्ञांनी लेसर बीमची तरंगलांबी आणि वारंवारता काळजीपूर्वक मोजली आणि प्रकाशाचा वेग, या दोन चलांचे उत्पादन, 299,792,458 मीटर प्रति सेकंद (186,282 मैल प्रति सेकंद) नोंदवले. या नवीन मोजमापाचा एक परिणाम म्हणजे प्रकाश एका सेकंदाच्या 1/299,792,458 मध्ये प्रवास करतो ते अंतर मानक मीटर (3.3 फूट) म्हणून स्वीकारण्याचा वजन आणि मापांच्या सामान्य परिषदेचा निर्णय होता. अशा प्रकारे / प्रकाशाचा वेग, भौतिकशास्त्रातील सर्वात महत्त्वाचा मूलभूत स्थिरांक, आता अत्यंत आत्मविश्वासाने मोजला जातो आणि संदर्भ मीटर पूर्वीपेक्षा अधिक अचूकपणे निर्धारित केला जाऊ शकतो.

प्रकाशाचा वेग हे व्हॅक्यूममध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींच्या प्रसाराच्या गतीचे परिपूर्ण मूल्य आहे. भौतिकशास्त्रात, हे पारंपारिकपणे लॅटिन अक्षर "c" (उच्चारित [tse]) द्वारे दर्शविले जाते. व्हॅक्यूममधील प्रकाशाचा वेग हा एक मूलभूत स्थिरांक आहे जो जडत्व संदर्भ फ्रेम (IFR) च्या निवडीवर अवलंबून नाही. हे मूलभूत भौतिक स्थिरांकांना संदर्भित करते जे केवळ वैयक्तिक शरीरेच नव्हे तर संपूर्णपणे स्पेस-टाइमचे गुणधर्म दर्शवतात. आधुनिक संकल्पनांनुसार, व्हॅक्यूममध्ये प्रकाशाचा वेग हा कणांच्या हालचालींचा आणि परस्परसंवादाचा प्रसार करण्याचा जास्तीत जास्त वेग आहे. हे मूल्य निरपेक्ष आहे हे देखील महत्त्वाचे आहे. हे SRT च्या नियमांपैकी एक आहे.

व्हॅक्यूममध्ये (रिक्तता)

1977 मध्ये, 1960 मानक मीटरच्या आधारे गणना केलेल्या 299,792,458 ± 1.2 m/s एवढी प्रकाशाची अंदाजे गती मोजणे शक्य झाले. सध्या असे मानले जाते की व्हॅक्यूममधील प्रकाशाचा वेग हा मूलभूत भौतिक स्थिरांक आहे, परिभाषानुसार 299,792,458 मी/से, किंवा अंदाजे 1,079,252,848.8 किमी/ता. अचूक मूल्य हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की 1983 पासून, मानक मीटर हे अंतर 1/299,792,458 सेकंदांच्या कालावधीत प्रकाश निर्वात मध्ये प्रवास करते असे मानले जाते. प्रकाशाचा वेग c या अक्षराने दर्शविला जातो.

मिशेलसनच्या प्रयोगाने, एसआरटीसाठी मूलभूत आहे, हे दाखवून दिले की व्हॅक्यूममधील प्रकाशाचा वेग प्रकाश स्रोताच्या वेगावर किंवा निरीक्षकाच्या वेगावर अवलंबून नाही. निसर्गात, ते प्रकाशाच्या वेगाने पसरतात:

प्रत्यक्ष दृश्यमान प्रकाश

इतर प्रकारचे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन (रेडिओ लहरी, क्ष-किरण इ.)

सापेक्षतेच्या विशेष सिद्धांतावरून असे दिसून येते की उर्वरित वस्तुमान असलेल्या कणांचे प्रवेग प्रकाशाच्या गतीपर्यंत अशक्य आहे, कारण ही घटना कार्यकारणभावाच्या मूलभूत तत्त्वाचे उल्लंघन करेल. म्हणजेच, हे वगळण्यात आले आहे की सिग्नल प्रकाशाच्या वेगापेक्षा जास्त आहे किंवा अशा वेगाने वस्तुमानाची हालचाल आहे. तथापि, थिअरी स्पेस-टाइममध्ये सुपरल्युमिनल वेगाने कणांची हालचाल वगळत नाही. सुपरल्युमिनल वेगाने फिरणाऱ्या काल्पनिक कणांना टॅचियन म्हणतात. गणितीयदृष्ट्या, टॅचियन्स सहजपणे लॉरेंट्झ परिवर्तनामध्ये बसतात - ते काल्पनिक वस्तुमान असलेले कण आहेत. या कणांचा वेग जितका जास्त असेल तितकी कमी ऊर्जा ते वाहून घेतात आणि त्याउलट, त्यांचा वेग प्रकाशाच्या वेगाच्या जितका जवळ असेल तितकी त्यांची ऊर्जा जास्त असते - सामान्य कणांच्या ऊर्जेप्रमाणेच, टॅचियन्सची उर्जा अनंताकडे झुकते. ते प्रकाशाच्या गतीकडे जातात. लॉरेन्ट्झ परिवर्तनाचा हा सर्वात स्पष्ट परिणाम आहे, जो कणाला प्रकाशाच्या गतीपर्यंत वाढू देत नाही - कणाला अमर्याद ऊर्जा प्रदान करणे केवळ अशक्य आहे. हे समजले पाहिजे की, प्रथम, टॅचियन्स हे कणांचे एक वर्ग आहेत, आणि केवळ एका प्रकारचे कण नाहीत आणि दुसरे म्हणजे, कोणतेही भौतिक परस्परसंवाद प्रकाशाच्या वेगापेक्षा वेगाने पसरू शकत नाहीत. यावरून असे दिसून येते की टॅचिओन्स कार्यकारणभावाच्या तत्त्वाचे उल्लंघन करत नाहीत - ते कोणत्याही प्रकारे सामान्य कणांशी संवाद साधत नाहीत आणि त्यांच्यातील वेगातील फरक देखील प्रकाशाच्या वेगाइतका नाही.

सामान्य कण जे प्रकाशापेक्षा हळू जातात त्यांना टार्डियन्स म्हणतात. टार्डियन्स प्रकाशाच्या गतीपर्यंत पोहोचू शकत नाहीत, परंतु केवळ अनियंत्रितपणे त्याच्या जवळ जातात, कारण या प्रकरणात त्यांची ऊर्जा अमर्यादितपणे मोठी होते. सर्व टार्डियन्समध्ये विश्रांती वस्तुमान असते, वस्तुमानहीन फोटॉन आणि ग्रॅव्हिटॉनच्या विपरीत, जे नेहमी प्रकाशाच्या वेगाने फिरतात.

प्लँक युनिट्समध्ये, व्हॅक्यूममध्ये प्रकाशाचा वेग 1 असतो, म्हणजेच प्रकाश प्लँक वेळेच्या प्रति युनिट प्लँक लांबीच्या 1 युनिटचा प्रवास करतो.

पारदर्शक वातावरणात

पारदर्शक माध्यमातील प्रकाशाचा वेग म्हणजे निर्वात व्यतिरिक्त इतर माध्यमात प्रकाशाचा प्रवास. फैलाव असलेल्या माध्यमात, फेज आणि गट वेग वेगळे केले जातात.

फेज वेग एका माध्यमातील मोनोक्रोमॅटिक प्रकाशाची वारंवारता आणि तरंगलांबी (λ=c/ν) शी संबंधित आहे. हा वेग साधारणपणे (परंतु आवश्यक नाही) c पेक्षा कमी असतो. व्हॅक्यूममधील प्रकाशाच्या फेज गती आणि माध्यमातील प्रकाशाच्या वेगाच्या गुणोत्तराला माध्यमाचा अपवर्तक निर्देशांक म्हणतात. समतोल माध्यमातील प्रकाशाचा समूह गती नेहमी c पेक्षा कमी असतो. तथापि, असंतुलन माध्यमात ते c पेक्षा जास्त असू शकते. तथापि, या प्रकरणात, नाडीची अग्रगण्य धार अजूनही व्हॅक्यूममध्ये प्रकाशाच्या वेगापेक्षा जास्त नसलेल्या वेगाने फिरते.

आर्मंड हिप्पोलाइट लुई फिजाऊ यांनी प्रायोगिकरित्या सिद्ध केले की प्रकाश किरणाच्या सापेक्ष माध्यमाची हालचाल देखील या माध्यमात प्रकाशाच्या प्रसाराच्या गतीवर प्रभाव पाडण्यास सक्षम आहे.

प्रकाशाच्या कमाल गतीबद्दलच्या आशयाचे नकार

अलिकडच्या वर्षांत, अनेकदा असे अहवाल आले आहेत की तथाकथित क्वांटम टेलिपोर्टेशनमध्ये, परस्परसंवाद प्रकाशाच्या वेगापेक्षा वेगाने पसरतो. उदाहरणार्थ, 15 ऑगस्ट 2008 रोजी, जिनेव्हा विद्यापीठातील डॉ. निकोलस गिसिन यांच्या संशोधन गटाने, अंतराळातील 18 किमी अंतराने विभक्त केलेल्या फोटॉन अवस्थांचा अभ्यास करून, कथितपणे असे दाखवले की "कणांमधील परस्परसंवाद वेगाने सुमारे एक लाख वेळा घडतात. स्वेताच्या वेगापेक्षा जास्त" पूर्वी, तथाकथित हार्टमन विरोधाभास - सुरंग प्रभावासह सुपरल्युमिनल वेग - देखील चर्चा केली गेली होती.

या आणि तत्सम परिणामांच्या महत्त्वाचे वैज्ञानिक विश्लेषण दर्शविते की ते मूलभूतपणे कोणत्याही सिग्नलच्या सुपरल्युमिनल ट्रान्समिशनसाठी किंवा पदार्थाच्या हालचालीसाठी वापरले जाऊ शकत नाहीत.

प्रकाश गती मोजमाप इतिहास

प्राचीन शास्त्रज्ञांनी, दुर्मिळ अपवादांसह, प्रकाशाचा वेग असीम मानला. आधुनिक काळात हा मुद्दा चर्चेचा विषय बनला आहे. गॅलिलिओ आणि हूक यांनी कबूल केले की ते मर्यादित आहे, जरी ते खूप मोठे आहे, तर केप्लर, डेकार्टेस आणि फर्मॅट यांनी प्रकाशाच्या वेगाच्या असीमतेचे रक्षण केले.

प्रकाशाच्या वेगाचा पहिला अंदाज ओलाफ रोमर (1676) यांनी दिला होता. त्याच्या लक्षात आले की जेव्हा पृथ्वी आणि गुरू सूर्याच्या विरुद्ध बाजूस असतात, तेव्हा गुरूच्या उपग्रह Io चे ग्रहण गणनेच्या तुलनेत 22 मिनिटे उशीराने होते. यावरून त्याने सुमारे 220,000 किमी/सेकंद प्रकाशाच्या गतीचे मूल्य प्राप्त केले - चुकीचे, परंतु सत्याच्या जवळ. अर्ध्या शतकानंतर, विकृतीच्या शोधामुळे प्रकाशाच्या गतीच्या मर्यादिततेची पुष्टी करणे आणि त्याचे मूल्यांकन सुधारणे शक्य झाले.

प्रकाश ही ऑप्टिकल फिजिक्सची प्रमुख संकल्पना आहे. प्रकाश हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन आहे जे मानवी डोळ्यांना प्रवेश करण्यायोग्य आहे.

अनेक दशकांपासून, सर्वोत्कृष्ट मने प्रकाश कोणत्या गतीने फिरतो आणि तो काय समान आहे हे ठरवण्याच्या समस्येशी तसेच त्याच्या सोबत असलेल्या सर्व गणितांशी संघर्ष करत होता. 1676 मध्ये, भौतिकशास्त्रज्ञांमध्ये क्रांती झाली. ओले रोमर नावाच्या डॅनिश खगोलशास्त्रज्ञाने या दाव्याचे खंडन केले की प्रकाश विश्वातून अमर्यादित वेगाने प्रवास करतो.

1676 मध्ये, ओले रोमरने निर्वातातील प्रकाशाचा वेग निश्चित केला २९९७९२४५८ मी/से.

सोयीसाठी, ही आकृती गोलाकार होऊ लागली. 300,000 m/s चे नाममात्र मूल्य आजही वापरले जाते.

आपल्यासाठी सामान्य परिस्थितीत, हा नियम अपवादाशिवाय सर्व वस्तूंना लागू होतो, ज्यात एक्स-रे, प्रकाश आणि स्पेक्ट्रमच्या गुरुत्वाकर्षण लहरींचा समावेश आहे जे आपल्या डोळ्यांना मूर्त आहेत.

ऑप्टिक्सचा अभ्यास करणाऱ्या आधुनिक भौतिकशास्त्रज्ञांनी हे सिद्ध केले आहे की प्रकाशाच्या गतीमध्ये अनेक वैशिष्ट्ये आहेत:

• स्थिरता
• अप्राप्यता
• अंग

वेगवेगळ्या माध्यमांमध्ये प्रकाशाचा वेग

हे लक्षात ठेवले पाहिजे की भौतिक स्थिरांक थेट त्याच्या वातावरणावर अवलंबून असतो, विशेषत: अपवर्तक निर्देशांकावर. या संदर्भात, अचूक मूल्य बदलू शकते, कारण ते फ्रिक्वेन्सीद्वारे निर्धारित केले जाते.

प्रकाशाचा वेग मोजण्याचे सूत्र असे लिहिले आहे s = 3 * 10^8 m/s.

प्रकाशाचा वेग म्हणजे प्रकाश प्रति युनिट वेळेत प्रवास करतो ते अंतर. हे मूल्य त्या पदार्थावर अवलंबून असते ज्यामध्ये प्रकाशाचा प्रसार होतो.

व्हॅक्यूममध्ये, प्रकाशाचा वेग 299,792,458 m/s आहे. ही सर्वोच्च गती आहे जी मिळवता येते. विशेष अचूकतेची आवश्यकता नसलेल्या समस्यांचे निराकरण करताना, हे मूल्य 300,000,000 m/s च्या बरोबरीने घेतले जाते. असे गृहीत धरले जाते की सर्व प्रकारचे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन व्हॅक्यूममध्ये प्रकाशाच्या वेगाने पसरतात: रेडिओ लहरी, इन्फ्रारेड विकिरण, दृश्यमान प्रकाश, अल्ट्राव्हायोलेट विकिरण, क्ष-किरण, गॅमा विकिरण. हे एका पत्राद्वारे नियुक्त केले आहे सह .

प्रकाशाचा वेग कसा ठरवला गेला?

प्राचीन काळी, शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास होता की प्रकाशाचा वेग असीम आहे. नंतर शास्त्रज्ञांमध्ये या विषयावर चर्चा सुरू झाली. केपलर, डेकार्टेस आणि फर्मेट यांनी प्राचीन शास्त्रज्ञांच्या मताशी सहमती दर्शविली. आणि गॅलिलिओ आणि हुक यांचा असा विश्वास होता की, प्रकाशाचा वेग जरी खूप जास्त असला तरी त्याचे मूल्य मर्यादित आहे.

गॅलिलिओ गॅलीली

प्रकाशाचा वेग मोजण्याचा प्रयत्न करणारे पहिले इटालियन शास्त्रज्ञ गॅलिलिओ गॅलीली हे होते. प्रयोगादरम्यान तो आणि त्याचा सहाय्यक वेगवेगळ्या टेकड्यांवर होते. गॅलिलिओने त्याच्या कंदिलाचे शटर उघडले. ज्या क्षणी सहाय्यकाने हा प्रकाश पाहिला तेव्हा त्याला त्याच्या कंदिलाने त्याच क्रिया कराव्या लागल्या. प्रकाशाला गॅलिलिओपासून सहाय्यकापर्यंत आणि परत जाण्यासाठी लागणारा वेळ इतका कमी होता की गॅलिलिओला समजले की प्रकाशाचा वेग खूप जास्त आहे आणि प्रकाश प्रवास करत असल्याने तो इतक्या कमी अंतरावर मोजणे अशक्य आहे. जवळजवळ त्वरित. आणि त्याने रेकॉर्ड केलेला वेळ केवळ एखाद्या व्यक्तीच्या प्रतिक्रियेचा वेग दर्शवितो.

1676 मध्ये डॅनिश खगोलशास्त्रज्ञ ओलाफ रोमर यांनी खगोलशास्त्रीय अंतर वापरून प्रकाशाचा वेग प्रथम निर्धारित केला होता. बृहस्पतिच्या चंद्र Io च्या ग्रहणाचे निरीक्षण करण्यासाठी दुर्बिणीचा वापर करून, त्याने शोधून काढले की पृथ्वी गुरूपासून दूर जात असताना, त्यानंतरचे प्रत्येक ग्रहण गणनापेक्षा नंतर होते. जास्तीत जास्त विलंब, जेव्हा पृथ्वी सूर्याच्या दुसऱ्या बाजूला जाते आणि गुरूपासून पृथ्वीच्या कक्षेच्या व्यासाच्या समान अंतरावर जाते, तेव्हा 22 तासांचा असतो. त्यावेळी पृथ्वीचा नेमका व्यास माहीत नसला तरी शास्त्रज्ञाने त्याचे अंदाजे मूल्य 22 तासांनी विभाजित केले आणि सुमारे 220,000 किमी/से असे मूल्य प्राप्त केले.

ओलाफ रोमर

रोमरने मिळवलेल्या निकालामुळे शास्त्रज्ञांमध्ये अविश्वास निर्माण झाला. परंतु 1849 मध्ये, फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ आर्मंड हिप्पोलाइट लुई फिझेओ यांनी फिरत्या शटर पद्धतीचा वापर करून प्रकाशाचा वेग मोजला. त्याच्या प्रयोगात, एका स्त्रोताचा प्रकाश फिरत्या चाकाच्या दातांमधून गेला आणि आरशावर निर्देशित केला गेला. त्याच्याकडून विचार करून तो परत आला. चाकाच्या फिरण्याचा वेग वाढला. जेव्हा ते एका विशिष्ट मूल्यापर्यंत पोहोचले, तेव्हा आरशातून परावर्तित होणारी तुळई हलत्या दाताने उशीर केली आणि त्या क्षणी निरीक्षकाला काहीही दिसले नाही.

फिजाऊचा अनुभव

फिझेओने प्रकाशाचा वेग खालीलप्रमाणे मोजला. प्रकाश त्याच्या मार्गाने जातो एल चाकापासून आरशापर्यंत समान वेळेत t 1 = 2L/c . चाकाला ½ स्लॉट फिरण्यासाठी लागणारा वेळ आहे t 2 = T/2N , कुठे ट - चाक फिरवण्याचा कालावधी, एन - दातांची संख्या. रोटेशन वारंवारता v = 1/T . जेव्हा निरीक्षकाला प्रकाश दिसत नाही तो क्षण तेव्हा येतो t 1 = t 2 . येथून आपल्याला प्रकाशाचा वेग निश्चित करण्याचे सूत्र मिळते:

c = 4LNv

हे सूत्र वापरून आकडेमोड केल्यावर, फिझेओने ते निश्चित केले सह = 313,000,000 मी/से. हा निकाल अधिक अचूक होता.

आर्मंड हिप्पोलाइट लुई फिझो

1838 मध्ये, फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ आणि खगोलशास्त्रज्ञ डॉमिनिक फ्रँकोइस जीन अरागो यांनी प्रकाशाच्या गतीची गणना करण्यासाठी फिरणारा आरसा पद्धत वापरण्याचा प्रस्ताव दिला. ही कल्पना फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ, मेकॅनिक आणि खगोलशास्त्रज्ञ जीन बर्नार्ड लिओन फुकॉल्ट यांनी प्रत्यक्षात आणली, ज्यांनी 1862 मध्ये प्रकाशाच्या गतीचे मूल्य (298,000,000±500,000) m/s मिळवले.

डॉमिनिक फ्रँकोइस जीन अरागो

1891 मध्ये, अमेरिकन खगोलशास्त्रज्ञ सायमन न्यूकॉम्बचा निकाल हा फूकॉल्टच्या निकालापेक्षा अधिक अचूक ठरला. त्याच्या गणनेचा परिणाम म्हणून सह = (99,810,000±50,000) मी/से.

अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ अल्बर्ट अब्राहम मायकेलसन यांच्या संशोधनाने, ज्याने फिरत असलेल्या अष्टकोनी आरशासह सेटअप वापरला, त्यामुळे प्रकाशाचा वेग अधिक अचूकपणे निर्धारित करणे शक्य झाले. 1926 मध्ये, शास्त्रज्ञाने दोन पर्वतांच्या शिखरांमधील अंतर 35.4 किमी अंतरापर्यंत जाण्यासाठी प्रकाशाचा वेळ मोजला आणि मिळवला. सह = (299,796,000±4,000) मी/से.

सर्वात अचूक मापन 1975 मध्ये केले गेले. त्याच वर्षी, वजन आणि मापांच्या सामान्य परिषदेने प्रकाशाचा वेग 299,792,458 ± 1.2 m/s इतका मानला जाण्याची शिफारस केली.

प्रकाशाचा वेग कशावर अवलंबून असतो?

व्हॅक्यूममधील प्रकाशाचा वेग हा संदर्भ फ्रेम किंवा निरीक्षकाच्या स्थितीवर अवलंबून नाही. ते स्थिर राहते, 299,792,458 ± 1.2 m/s च्या बरोबरीचे. परंतु विविध पारदर्शक माध्यमांमध्ये हा वेग व्हॅक्यूममधील वेगापेक्षा कमी असेल. कोणत्याही पारदर्शक माध्यमाची ऑप्टिकल घनता असते. आणि ते जितके जास्त असेल तितका प्रकाशाचा वेग कमी होईल. उदाहरणार्थ, हवेतील प्रकाशाचा वेग पाण्यातील वेगापेक्षा जास्त असतो आणि शुद्ध ऑप्टिकल ग्लासमध्ये तो पाण्यापेक्षा कमी असतो.

जर प्रकाश कमी दाट माध्यमाकडून घनतेकडे गेला तर त्याचा वेग कमी होतो. आणि जर संक्रमण अधिक दाट माध्यमापासून कमी घनतेकडे होते, तर वेग, उलटपक्षी, वाढतो. हे स्पष्ट करते की प्रकाश बीम दोन माध्यमांमधील संक्रमण सीमेवर का विक्षेपित होतो.

खरच कसं? मध्ये सर्वोच्च गती कशी मोजायची ब्रह्मांडआपल्या माफक, पृथ्वीवरील परिस्थितीत? आपल्याला यापुढे आपल्या मेंदूचा अभ्यास करण्याची गरज नाही - अखेरीस, अनेक शतकांनंतर, बर्याच लोकांनी या समस्येवर कार्य केले आहे, प्रकाशाचा वेग मोजण्यासाठी पद्धती विकसित केल्या आहेत. चला कथा क्रमाने सुरू करूया.

प्रकाशाचा वेग- व्हॅक्यूममध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींच्या प्रसाराची गती. हे लॅटिन अक्षराने दर्शविले जाते c. प्रकाशाचा वेग अंदाजे 300,000,000 m/s आहे.

सुरुवातीला, प्रकाशाचा वेग मोजण्याच्या समस्येबद्दल कोणीही विचार केला नाही. प्रकाश आहे - ते छान आहे. मग, पुरातन युगात, वैज्ञानिक तत्त्ववेत्त्यांमध्ये प्रचलित मत होते की प्रकाशाचा वेग असीम आहे, म्हणजे तात्कालिक आहे. मग झालं मध्ययुगइन्क्विझिशनसह, जेव्हा विचारवंत आणि पुरोगामी लोकांचा मुख्य प्रश्न होता की "आगीत अडकणे कसे टाळायचे?" आणि फक्त युगांमध्ये नवजागरणआणि आत्मज्ञानशास्त्रज्ञांची मते गुणाकार झाली आणि अर्थातच विभागली गेली.

तर, डेकार्टेस, केपलरआणि शेतपुरातन काळातील शास्त्रज्ञांसारखेच मत होते. पण प्रकाशाचा वेग खूप जास्त असला तरी तो मर्यादित आहे यावर त्याचा विश्वास होता. किंबहुना, त्याने प्रकाशाच्या वेगाचे पहिले मापन केले. अधिक तंतोतंत, त्याने मोजमाप करण्याचा पहिला प्रयत्न केला.

गॅलिलिओचा प्रयोग

अनुभव गॅलिलिओ गॅलीलीत्याच्या साधेपणात हुशार होता. शास्त्रज्ञाने साध्या सुधारित साधनांसह सशस्त्र प्रकाशाचा वेग मोजण्यासाठी एक प्रयोग केला. एकमेकांपासून मोठ्या आणि सुप्रसिद्ध अंतरावर, वेगवेगळ्या टेकड्यांवर, गॅलिलिओ आणि त्याचा सहाय्यक पेटलेले कंदील घेऊन उभे होते. त्यातील एकाने कंदिलाचे शटर उघडले आणि पहिल्या कंदिलाचा प्रकाश पाहून दुसऱ्यालाही तेच करावे लागले. अंतर आणि वेळ (सहाय्यकाने कंदील उघडण्याआधीचा विलंब) जाणून घेतल्याने गॅलिलिओने प्रकाशाचा वेग मोजणे अपेक्षित होते. दुर्दैवाने, हा प्रयोग यशस्वी होण्यासाठी, गॅलिलिओ आणि त्याच्या सहाय्यकाला अनेक दशलक्ष किलोमीटर अंतरावर असलेल्या टेकड्या निवडाव्या लागल्या. मी तुम्हाला आठवण करून देऊ इच्छितो की तुम्ही वेबसाइटवर अर्ज भरून करू शकता.

रोमर आणि ब्रॅडलीचे प्रयोग

प्रकाशाचा वेग ठरवण्याचा पहिला यशस्वी आणि आश्चर्यकारकपणे अचूक प्रयोग डॅनिश खगोलशास्त्रज्ञाचा होता. ओलाफ रोमर. रोमरने प्रकाशाचा वेग मोजण्यासाठी खगोलशास्त्रीय पद्धत वापरली. 1676 मध्ये, त्याने दुर्बिणीद्वारे बृहस्पतिच्या उपग्रह आयओचे निरीक्षण केले आणि शोधून काढले की पृथ्वी गुरूपासून दूर जात असताना उपग्रहाच्या ग्रहणाची वेळ बदलते. कमाल विलंब वेळ 22 मिनिटे होता. पृथ्वी पृथ्वीच्या कक्षेच्या व्यासाच्या अंतरावर गुरूपासून दूर जात असल्याची गणना करून, रोमरने व्यासाचे अंदाजे मूल्य विलंब वेळेने विभाजित केले आणि 214,000 किलोमीटर प्रति सेकंद हे मूल्य प्राप्त केले. अर्थात, अशी गणना खूप उग्र होती, ग्रहांमधील अंतर फक्त अंदाजे ज्ञात होते, परंतु परिणाम तुलनेने सत्याच्या जवळ असल्याचे दिसून आले.

ब्रॅडलीचा अनुभव. 1728 मध्ये जेम्स ब्रॅडलीताऱ्यांच्या विकृतीचे निरीक्षण करून प्रकाशाच्या वेगाचा अंदाज लावला. ॲबरेशनताऱ्याच्या कक्षेत पृथ्वीच्या हालचालीमुळे होणारा ताऱ्याच्या स्पष्ट स्थितीत झालेला बदल. पृथ्वीचा वेग जाणून आणि विकृती कोन मोजून ब्रॅडलीने 301,000 किलोमीटर प्रति सेकंद हे मूल्य प्राप्त केले.

फिजाऊचा अनुभव

रोमर आणि ब्रॅडलीच्या प्रयोगाच्या परिणामावर त्या काळातील वैज्ञानिक जगाने अविश्वासाने प्रतिक्रिया दिली. तथापि, ब्रॅडलीचा निकाल 1849 पर्यंत, शंभर वर्षांहून अधिक काळ सर्वात अचूक होता. त्या वर्षी फ्रेंच शास्त्रज्ञ डॉ आर्मंड फिझेओआकाशीय पिंडांचे निरीक्षण न करता, फिरत्या शटर पद्धतीने प्रकाशाचा वेग मोजला, परंतु येथे पृथ्वीवर. खरं तर, गॅलिलिओनंतर प्रकाशाचा वेग मोजण्याची ही पहिली प्रयोगशाळा पद्धत होती. खाली त्याच्या प्रयोगशाळा सेटअपचा आकृती आहे.

आरशातून परावर्तित होणारा प्रकाश चाकाच्या दातांमधून गेला आणि 8.6 किलोमीटर दूर असलेल्या दुसऱ्या आरशातून परावर्तित झाला. पुढच्या अंतरात प्रकाश दिसेपर्यंत चाकाचा वेग वाढला होता. फिझेओच्या गणनेने प्रति सेकंद 313,000 किलोमीटरचा परिणाम दिला. एका वर्षानंतर, फिरत्या आरशाचा असाच प्रयोग लिओन फूकॉल्टने केला होता, ज्याने प्रति सेकंद 298,000 किलोमीटरचा परिणाम प्राप्त केला.

मासर्स आणि लेसरच्या आगमनाने, लोकांना प्रकाशाचा वेग मोजण्यासाठी नवीन संधी आणि मार्ग मिळाले आणि सिद्धांताच्या विकासामुळे थेट मोजमाप न करता अप्रत्यक्षपणे प्रकाशाच्या गतीची गणना करणे देखील शक्य झाले.

प्रकाशाच्या गतीचे सर्वात अचूक मूल्य

मानवतेने प्रकाशाचा वेग मोजण्याचा अफाट अनुभव जमा केला आहे. आज, प्रकाशाच्या गतीसाठी सर्वात अचूक मूल्य मानले जाते 299,792,458 मीटर प्रति सेकंद, 1983 मध्ये प्राप्त झाले. हे मनोरंजक आहे की, मापनातील त्रुटींमुळे प्रकाशाच्या गतीचे अधिक अचूक मापन अशक्य झाले. मीटर. सध्या, मीटरचे मूल्य प्रकाशाच्या गतीशी जोडलेले आहे आणि प्रकाश एका सेकंदाच्या 1/299,792,458 मध्ये प्रवास करतो त्या अंतराच्या बरोबरीचे आहे.

शेवटी, नेहमीप्रमाणे, आम्ही एक शैक्षणिक व्हिडिओ पाहण्याचा सल्ला देतो. मित्रांनो, जरी तुम्हाला सुधारित माध्यमांचा वापर करून प्रकाशाचा वेग स्वतंत्रपणे मोजणे यासारख्या कार्याचा सामना करावा लागत असला तरीही, तुम्ही मदतीसाठी आमच्या लेखकांकडे सुरक्षितपणे जाऊ शकता. तुम्ही पत्रव्यवहार विद्यार्थी वेबसाइटवर अर्ज भरू शकता. आम्ही तुम्हाला आनंददायी आणि सुलभ अभ्यासाची इच्छा करतो!