close
იზიკა

სინათლის სიჩქარის გაზომვის ისტორია

Earth_to_Sun_-_en

,,დოქტრინა” გთავაზობთ სინათლის სიჩქარის გაზომვის ისტორიას:

დავიწყოთ გალილეიდან …  ისტორიულად დიდი ხნის განმავლობაში მიაჩნდათ, რომ სინათლის სიჩქარე უსასრულოდ დიდი იყო. პირველი, ვინც ეჭვი შეიტანა ამ მოსაზრებაში, იყო იტალიელი ფიზიკოსი –  გალილეო გალილეი, რომელმაც შემოგვთავაზა რეალური მეთოდი სინათლის სიჩქარის გასაზომად.

მეთოდი მარტივი იყო – ორი ადამიანი, პირობითად, ა და ბ,  დგანან გორაკების წვეროებზე ფარნებით ხელში.მათ შორის მანძილი დაახლოებით ერთი მილია. ფარნები თავიდან დახურულია. პირველად ა გახსნის თავის ფარანს. როგორც კი ბ დაინახავს ა-ს სინათლეს, მაშინვე გახსნის თავის ფარანს. თუ გავზომავთ დროის შუალედს ა-ს მიერ ფარნის გახსნასა და მის მიერ ბ-ს სინათლის  დანახვას შორის, შემდეგ კი გაორკეცებულ მანძილს გორაკების წვეროებს შორის გავყოფთ დროის ამ შუალედზე  და მივიღებთ სინათლის სიჩქარეს.

მაგრამ სინათლის სიჩქარე ერთია, ხოლო ადამინიას რეაქციის დრო – მეორე. გალილეიმ გააკეთა ერთადერთი დასკვა: სინათლის სიჩქარე იდენად დიდია, რომ ასეთი ხერხით მისი გაზომვა შეუძლებელია. თუმცა გალილეიმ ვერ შეძლო, თუნდაც მიახლობით შეეფასებინა სინათლის სიჩქარე, მაგრამ მისი ექსპერიმენტი  მნიშვნელოვანი საფეხური იყო შემდგომი გამოკვლევებისთვის. მანვე შემოიტანა მეტად მნიშვენლოვანი მოსაზრება: – „იმისთვის, რომ ზუსტად გაიზომოს  დიდი სიჩქარეები, გაზომვები უნდა ჩატარდეს დიდ მანძილზე“.

რაც შეეხება რეიომერს – მან ჩაატარა პირველი წარმატებული გაზომვა  1675 წელს. ის აკვირდებოდა იუპიტერის ერთ-ერთი თანამგზავრის – იოს, დაბნელებას. ვინაიდან თანამგზავრი მიმოქცევა იუპიტერის ირგვლივ, გარკვეული დროის განმავლობაში, იუპიტერი იმყოფება თანამგზავრსა და დედამიწას შორის, ეფარება მას და დედამიწიდან იო არ ჩანს.რიომერმა შენიშნა,რომ იოს დაბნელების ხანგრძლივობა  ოდნავ მეტია, როცა დედამიწა შორდება იუპიტერს და ნაკლები,როცა დედამიწა უახლოვდება იუპიტერს. მან სწორად ახსნა ეს განსხვავება სინათლის სიჩქარის სასრულობით.

გეომეტრიულად თანამგზავრის ყოფნის დრო იუპიტერის ჩრდილში ყოველთვის ერთნაირია. განვიხილოთ შემთხვევა, როცა დედამიწა შორდება იუპიტერს. ასტრონომი დედამიწაზე დაინახავს იოდან წამოსულ სინათლის ბოლო სხივს არა მაშინვე, როცა იგი შევა იუპიტერის ჩრდილში,  არამედ ცოტათი მოგვიანებით, როცა მისგან  წამოსული სინათლე მიაღწევს დამკვირვებლამდე. ანალოგიური რამ ხდება, როცა იო გამოდის იუპიტერის ჩრდილიდან, მაგრამ ვინაიდან დედამიწა შორდება იუპიტერს, ამიტომ სინათლეს მეტი მანძილის გავლა უხდება დამკვირვებლადმდე. ამის გამო,  ასტორონომისთვის დაბნელება გრძელდება ცოტათი უფრო დიდ ხანს, ვიდრე რეალური გეომეტრიული დაბნელება. ანალოგიურად, როცა დედამიწა უახლოვდება იუპიტერს, ასტორნომისთვის დაბნელება გრძელდება ცოტათი უფრო ნაკლებ ხანს, ვიდრე რეალური გეომეტრიული დაბნელება. მრავალწლიანი დაკვირვების შედეგად, რიომერმა გამოთვალა სინათლის სიჩქარე და მიიღო მიახლოებითი  მნიშვნველობა -2,12*108 მ|წმ.ეს სიდიდე ზუსტი მნიშვნელობის დაახელობით 2|3-ია  და უზუსტობა ძირითადად გამოწვეული იყო მანძილების არაზუსტი მნიშნველობით. სინამდილეში, რიომერს თავის პირველ პიბლიკაციაში სინათლის რიცხვითი მნიშვნელობა არ მოუცია. ეს რიცხვი მოგვიანებით იქნა გამოთვლილი რიომერის ჩანაწერების მიხედვით.

 

ფიზო

ფრანგმა მეცნიერმა – ფიზომ, 1849 წელს შემოგვთავაზა ლაბორატორიულ პირობებში სინათლის სიჩქარის განსაზღვრის გონებამახვილური მეთოდი, რომელსაც არ სჭირდებოდა დაკვირვებები ასტორნომიულ მანძლებზე.მან გამოიყენა სწრაფად მბრუნავი კბილანა, რომელიც მოათავა სინათლის წყაროს წინ. მოშორებისთ მდეაბარე სარკეს სინათლე ეცემოდა მოკლე იმპულსების სახით, ირეკლებოდა მისგან და ვრცელდებოდა უკან კბილანასკე. იმისდა მიხედვით თუ რა მდებაროება ექნებოდა კბილანას სინათლის იმპულსის უკან დაბრუნებისას, იგი ან დაბლოკავდა სინათლის სხივს ან გაატარებდა დამკვირვებლისკენ.

ფიზო გულდასმით ზომავდა მანძილს სარკესა და კბილანებს შორის და კბილანას ბრუნვის სიჩქარეს, რომელის დროსაც დაიძვრებოდა უკან დაბრუნებული სინათლის იმპულსი.ამ მეთოდის გამოყენებით, ფიზომ სინათლის სიჩქარისთვის მიიღო მნიშვნელობა 3,15*108  მ მ|წმ. ეს რამდენიმე პროცენტით განსხვავდება დღეისთვის მიღებული მნიშნველობისგან.

სინათლის სიჩქარე სიცარიელეში ბუნების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი და სიანტერესო მუდმივაა.თუ თქვენ ზომავთ სინათლის სიჩქარეს სიცარიელეში, მიიღებთ ერსა და იმავე მუდმივ სიდიდეს, მიუხედავად ამისა, ამ სინათლეს  ასხივებს მაგიდაზე მდებარე ლაზერი თუ ვარსკვლავი, რომელიც ფანტასტიკური სიჩქარით გვშორდება ჩვენ, უფრო ზუსტ ტერმინოლოგიას თუ გამოვიყენებთ, სინათლის სიჩქარე არაა დამოკიდებული სინათლის წყაროსა და დამკვირვებლის ფარდობით სიჩქარეზე. უფრო  მეტიც, როგორც აინშტაინმა ჩამოაყალიბა თავის ფარდობითობის თეორიაში, სინათლის სიჩქარე უაღრესად მნიშველოვანია სხვა თვალსაზრისითაც. კერძოდ:

  1. სინათლის სიჩქარე წარმოადგენს სიჩქარის ზედა ზღვარს, რომელიც შეიძლება მიენიჭოს ნებისმიერ ხეულს
  2. სხეულები, რომლებიც მოძრაობენ სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით, ემორჩილებიან ფიზიკურ კანონებს, რომლებიც არა მარტო მკვეთრად განსხვავდებიან ნიუტონის კანონებისგან, არამედ ეწინააღმდეგებინ ადამიანის ინტუიციის ძირეულ წარმოდგენებს.

ყოველივე ამის გათვალისწინებით არაა გასაკვირი, რომ ძალიან დიდი დრო და ძალისხმევა დაიხარჯა სინათლის სიჩქარის გასაზომად. ერთ-ერთი ყველაზე ზუსტი გაზომვები ჩაატარა ალბერტ მაიკელსონმა 1926-1929 წლებში. მისი მეთოდი მსგავსია იმ მეთოდისა, რომელიც გამოყენებულია პასკოს მიერ შექმნილ სინათლის სიჩქარის გასაზომ მოწყობილობაში. მაიკელსონმა სინათლის სიჩქარისთვის ჰაერში მიიღო მნიშვნელობა – 2,99712*108  მ|წმ.

 

მასალის გამოყენების პირობები

კომენტარი

Tags : slid
admin2

The author admin2