Shpejtësia e dritës në media të ndryshme ndryshon në mënyrë të konsiderueshme. Vështirësia qëndron në faktin se syri i njeriut nuk e sheh atë në të gjithë gamën spektrale. Natyra e origjinës së rrezeve të dritës ka qenë me interes për shkencëtarët që nga kohërat e lashta. Përpjekjet e para për të llogaritur shpejtësinë e dritës u bënë që në vitin 300 para Krishtit. Në atë kohë, shkencëtarët përcaktuan se vala përhapet në një vijë të drejtë.
Përgjigje të shpejtë
Ata arritën të përshkruanin vetitë e dritës dhe trajektoren e lëvizjes së saj me formula matematikore. u bë i njohur 2 mijë vjet pas hulumtimit të parë.
Çfarë është fluksi ndriçues?
Një rreze drite është një valë elektromagnetike e kombinuar me fotone. Fotonet janë elementët më të thjeshtë, të cilët quhen edhe kuantë të rrezatimit elektromagnetik. Fluksi i ndritshëm në të gjitha spektrat është i padukshëm. Nuk lëviz në hapësirë në kuptimin tradicional të fjalës. Për të përshkruar gjendjen e një valë elektromagnetike me grimca kuantike, është paraqitur koncepti i indeksit të thyerjes së një mediumi optik.
Fluksi i ndritshëm transferohet në hapësirë në formën e një rreze me një seksion kryq të vogël. Mënyra e lëvizjes në hapësirë është nxjerrë me metoda gjeometrike. Ky është një rreze drejtvizore, e cila fillon të thyhet në kufi me media të ndryshme, duke formuar një trajektore lakuar. Shkencëtarët kanë vërtetuar se shpejtësia maksimale krijohet në vakum, në mjedise të tjera shpejtësia e lëvizjes mund të ndryshojë ndjeshëm. Shkencëtarët kanë zhvilluar një sistem në të cilin rrezja e dritës dhe vlera e prejardhur janë ato kryesore për nxjerrjen dhe numërimin e disa njësive SI.
Disa fakte historike
Përafërsisht rreth 900 vjet më parë, Avicena sugjeroi që, pavarësisht nga vlera nominale, shpejtësia e dritës ka një vlerë të kufizuar. Galileo Galilei u përpoq të llogariste në mënyrë eksperimentale shpejtësinë e fluksit të dritës. Me ndihmën e dy elektrik dore, eksperimentuesit u përpoqën të masin kohën gjatë së cilës një rreze drite nga një objekt do të ishte e dukshme në një tjetër. Por ky eksperiment doli të ishte i pasuksesshëm. Shpejtësia ishte aq e madhe sa nuk mund të dallonin kohën e vonesës.
Galileo Galilei tërhoqi vëmendjen për faktin se Jupiteri kishte një interval midis eklipseve të katër satelitëve të tij ishte 1320 sekonda. Bazuar në këto zbulime, në vitin 1676, astronomi danez Ole Roemer llogariti shpejtësinë e përhapjes së një rreze drite si një vlerë prej 222,000 km/sek. Në atë kohë, kjo matje ishte më e sakta, por nuk mund të verifikohej me standardet tokësore.
Pas 200 vjetësh, Louisi Fizeau ishte në gjendje të llogariste shpejtësinë e një rreze drite në mënyrë empirike. Ai krijoi një instalim special me një pasqyrë dhe një mekanizëm ingranazhi që rrotullohej me shpejtësi të madhe. Fluksi i dritës u reflektua nga pasqyra dhe u kthye pas 8 km. Me një rritje të shpejtësisë së timonit, lindi një moment kur mekanizmi i ingranazheve bllokoi rrezen. Kështu, shpejtësia e rrezes u vendos në 312,000 kilometra në sekondë.
Foucault e përmirësoi këtë pajisje duke ulur parametrat duke zëvendësuar mekanizmin e marsheve me një pasqyrë të sheshtë. Saktësia e matjes së tij doli të ishte më e afërta me standardin modern dhe arriti në 288 mijë metra në sekondë. Foucault bëri përpjekje për të llogaritur shpejtësinë e dritës në një mjedis të huaj, duke marrë ujin si bazë. Fizikani arriti në përfundimin se kjo vlerë nuk është konstante dhe varet nga veçoritë e thyerjes në një mjedis të caktuar.
Vakuumi është një hapësirë e lirë nga materia. Shpejtësia e dritës në vakum në sistemin C shënohet me shkronjën latine C. Është e paarritshme. Asnjë objekt nuk mund të shpërndahet në një vlerë të tillë. Fizikanët vetëm spekulojnë se çfarë mund të ndodhë me objektet nëse ato përshpejtohen në këtë masë. Shpejtësia e përhapjes së një rreze drite ka karakteristika konstante, ajo është:
- të përhershme dhe përfundimtare;
- e paarritshme dhe e pandryshueshme.
Njohja e kësaj konstante ju lejon të llogaritni shpejtësinë maksimale me të cilën objektet mund të lëvizin në hapësirë. Madhësia e përhapjes së një rreze drite njihet si një konstante themelore. Përdoret për të karakterizuar hapësirë-kohën. Kjo është vlera maksimale e lejueshme për lëvizjen e grimcave. Sa është shpejtësia e dritës në vakum? Vlera moderne është marrë përmes matjeve laboratorike dhe llogaritjeve matematikore. Ajo është e barabartë me 299.792.458 metra në sekondë me një saktësi prej ± 1.2 m/s. Në shumë disiplina, përfshirë ato shkollore, përdoren llogaritjet e përafërta në zgjidhjen e problemeve. Është marrë një tregues i barabartë me 3,108 m / s.
Valët e dritës të spektrit të dukshëm për një person dhe valët me rreze X mund të shpërndahen në lexime që i afrohen shpejtësisë së përhapjes së dritës. Ato nuk mund të barazojnë këtë konstante dhe as të kalojnë vlerën e saj. Konstanta është nxjerrë në bazë të gjurmimit të sjelljes së rrezeve kozmike në momentin e nxitimit të tyre në përshpejtues të veçantë. Varet nga mjedisi inercial në të cilin përhapet rrezja. Në ujë, transmetimi i dritës është 25% më i ulët, ndërsa në ajër do të varet nga temperatura dhe presioni në momentin e llogaritjes.
Të gjitha llogaritjet kryhen duke përdorur teorinë e relativitetit dhe ligjin e shkakësisë, të nxjerrë nga Ajnshtajni. Fizikani beson se nëse objektet arrijnë një shpejtësi prej 1,079,252,848.8 kilometra në orë dhe e tejkalojnë atë, atëherë do të ndodhin ndryshime të pakthyeshme në strukturën e botës sonë, sistemi do të prishet. Koha do të fillojë të numërojë mbrapsht, duke thyer rendin e ngjarjeve.
Bazuar në shpejtësinë e një rreze drite, rrjedh përkufizimi i një metri. Kuptohet si zona që rrezja e dritës arrin të kalojë në 1/299792458 sekonda. Ky koncept nuk duhet të ngatërrohet me standardin. Standardi i njehsorit është një pajisje teknike speciale me bazë kadmiumi me çelje që ju lejon të shihni fizikisht një distancë të caktuar.
Drita në çdo kohë zinte një vend të rëndësishëm në mbijetesën e njerëzve dhe në krijimin e një qytetërimi të përparuar që shohim sot. Shpejtësia e dritës gjatë gjithë historisë së zhvillimit njerëzor ka ngacmuar mendjet e filozofëve dhe natyralistëve në fillim, e më pas shkencëtarëve dhe fizikantëve. Kjo është konstanta themelore e ekzistencës së universit tonë.
Shumë shkencëtarë në periudha të ndryshme kërkuan të zbulonin se çfarë është përhapja e dritës në media të ndryshme. Me rëndësi më të madhe për shkencën ishte llogaritja e vlerës që ka shpejtësia e dritës në vakum. Ky artikull do t'ju ndihmojë të kuptoni këtë çështje dhe të mësoni shumë gjëra interesante rreth asaj se si drita sillet në vakum.
Drita dhe çështja e shpejtësisë
Drita në fizikën moderne luan një rol kyç, sepse, siç doli, është e pamundur të kapërcehet vlera e shpejtësisë së saj në këtë fazë të zhvillimit të qytetërimit tonë. U deshën shumë vite për të matur shpejtësinë e dritës. Para kësaj, shkencëtarët kanë bërë shumë kërkime, duke u përpjekur t'i përgjigjen pyetjes më të rëndësishme "sa është shpejtësia e përhapjes së dritës në vakum?".
Në këtë pikë në kohë, shkencëtarët kanë vërtetuar se shpejtësia e dritës (CPC) ka karakteristikat e mëposhtme:
- ajo është konstante;
- ajo është e pandryshueshme;
- ajo është e paarritshme;
- ajo është e fundme.
Shënim! Shpejtësia e dritës në momentin aktual në zhvillimin e shkencës është një vlerë absolutisht e paarritshme. Fizikanët kanë vetëm disa supozime se çfarë ndodh me një objekt që në mënyrë hipotetike arrin vlerën e shpejtësisë së përhapjes së një fluksi drite në vakum.
Shpejtësia e dritës
Pse është kaq e rëndësishme sa shpejt udhëton drita në vakum? Përgjigja është e thjeshtë. Në fund të fundit, vakuumi është në hapësirë. Prandaj, duke mësuar se cili tregues dixhital ka shpejtësinë e dritës në vakum, do të jemi në gjendje të kuptojmë se me çfarë shpejtësie maksimale të mundshme është e mundur të lëvizim nëpër hapësirat e sistemit diellor dhe më gjerë.
Grimcat elementare që bartin dritën në universin tonë janë fotone. Dhe shpejtësia me të cilën drita lëviz në vakum konsiderohet një vlerë absolute.
Shënim! SRS i referohet shpejtësisë me të cilën lëvizin valët elektromagnetike. Është interesante se drita përfaqëson njëkohësisht grimcat elementare (fotonet) dhe një valë. Kjo rrjedh nga teoria e valëve korpuskulare. Sipas tij, në situata të caktuara, drita sillet si një grimcë, dhe në të tjera si një valë.
Në këtë pikë kohore, përhapja e dritës në hapësirë (vakum) konsiderohet të jetë një konstante themelore, e cila nuk varet nga zgjedhja e kornizës inerciale të përdorur të referencës. Kjo vlerë i referohet konstanteve themelore fizike. Në këtë rast, vlera e CPC karakterizon vetitë kryesore të gjeometrisë hapësirë-kohë në tërësi.
Idetë moderne karakterizojnë CPC si një konstante, e cila është vlera maksimale e lejueshme për lëvizjen e grimcave, si dhe përhapjen e ndërveprimit të tyre. Në fizikë, kjo sasi shënohet me shkronjën latine "c".
Historia e studimit të çështjes
Në kohët e lashta, çuditërisht, edhe mendimtarët e lashtë pyesnin veten për përhapjen e dritës në universin tonë. Atëherë besohej se kjo është një vlerë e pafund. Vlerësimi i parë i fenomenit fizik të shpejtësisë së dritës u dha nga Olaf Remer vetëm në vitin 1676. Sipas llogaritjeve të tij, përhapja e dritës ishte afërsisht 220 mijë km/s.
Shënim! Olaf Remer dha një vlerë të përafërt, por, siç doli më vonë, jo shumë larg asaj reale.
Vlera e saktë për shpejtësinë me të cilën drita udhëton në vakum u përcaktua vetëm gjysmë shekulli pas Olaf Roemer. Këtë e ka bërë fizikani francez A.I.L. Fizeau duke kryer një eksperiment të veçantë.
Eksperimenti Fizeau
Ai ishte në gjendje të matë këtë fenomen fizik duke matur kohën që i duhej rrezes për të udhëtuar nëpër një zonë specifike dhe të matur saktësisht.
Përvoja dukej kështu:
- burimi S lëshonte një fluks të ndritshëm;
- reflektohej nga pasqyra (3);
- pas kësaj, fluksi ndriçues u ndërpre me anë të një disku të dhëmbëzuar (2);
- pastaj kaloi bazën, distanca e së cilës ishte 8 km;
- pas kësaj, fluksi i dritës u reflektua nga pasqyra (1) dhe shkoi në rrugën e kthimit në disk.
Gjatë eksperimentit, fluksi i dritës ra në boshllëqet midis dhëmbëve të diskut dhe mund të vëzhgohej përmes okularit (4). Fizeau përcaktoi kohën e kalimit të rrezes nga shpejtësia e rrotullimit të diskut. Si rezultat i këtij eksperimenti, ai mori vlerën c = 313,300 km/s.
Por ky nuk është fundi i hulumtimit që i është kushtuar kësaj çështjeje. Formula përfundimtare për llogaritjen e një konstante fizike u krijua falë shumë shkencëtarëve, duke përfshirë Albert Ajnshtajnin.
Ajnshtajni dhe vakuumi: rezultatet përfundimtare të llogaritjes
Sot, çdo person në Tokë e di se vlera maksimale e lejueshme për lëvizjen e objekteve materiale, si dhe çdo sinjal, konsiderohet të jetë shpejtësia e dritës në vakum. Vlera e saktë e këtij treguesi është pothuajse 300 mijë km / s. Për të qenë të saktë, shpejtësia e dritës në vakum është 299,792,458 m/s.
Teoria se është e pamundur të tejkalohet kjo vlerë u parashtrua nga fizikani i famshëm i së kaluarës Albert Einstein në teorinë e tij speciale të relativitetit ose SRT.
Shënim! Teoria e relativitetit të Ajnshtajnit konsiderohet e palëkundur derisa të ketë prova reale që transmetimi i sinjalit është i mundur me shpejtësi që tejkalojnë CPC në vakum.
Teoria e relativitetit të Ajnshtajnit
Por sot, disa studiues kanë zbuluar fenomene që mund të shërbejnë si parakusht për faktin se SRT e Ajnshtajnit mund të ndryshohet. Në kushte të caktuara të dhëna posaçërisht, është e mundur të gjurmohet pamja e shpejtësive superluminale. Është interesante se në këtë rast nuk ndodh shkelja e teorisë së relativitetit.
Pse nuk mund të lëvizësh më shpejt se drita?
Deri më sot, ka disa "kurthe" në këtë çështje. Për shembull, pse në kushte normale konstanta CPC nuk mund të kapërcehet? Sipas teorisë së pranuar, në këtë situatë do të cenohet parimi themelor i strukturës së botës sonë, përkatësisht ligji i kauzalitetit. Ai argumenton se efekti, sipas përkufizimit, nuk është në gjendje të tejkalojë shkakun e tij. E thënë në mënyrë figurative, nuk mund të ndodhë që në fillim ariu të bjerë i vdekur dhe vetëm atëherë të dëgjohet krisma e gjahtarit që e qëlloi. Por nëse CPC tejkalohet, atëherë ngjarjet duhet të fillojnë të ndodhin në rend të kundërt. Si rezultat, koha do të fillojë drejtimin e saj të kundërt.
Pra, sa është shpejtësia e përhapjes së një rreze drite?
Pas studimeve të shumta që u cituan për të përcaktuar vlerën e saktë të asaj që është CPC, u morën numra specifikë. Sot c = 1,079,252,848.8 km/h ose 299,792,458 m/s. dhe në njësitë Planck, ky parametër përcaktohet si një. Kjo do të thotë se energjia e dritës përshkon 1 njësi të gjatësisë së Plankut në 1 njësi të kohës së Plankut.
Shënim! Këto shifra janë të vlefshme vetëm për kushtet që ekzistojnë në vakum.
Formula e vlerës konstante
Por në fizikë, për një mënyrë më të thjeshtë të zgjidhjes së problemeve, përdoret një vlerë e rrumbullakosur - 300,000,000 m / s.
Ky rregull në kushte normale zbatohet për të gjitha objektet, si dhe për rrezet X, valët gravitacionale dhe të lehta të spektrit të dukshëm për ne. Përveç kësaj, shkencëtarët kanë vërtetuar se grimcat me masë mund të afrohen me shpejtësinë e një rreze drite. Por ata nuk janë në gjendje ta arrijnë ose ta tejkalojnë atë.
Shënim! Shpejtësia maksimale, afër shpejtësisë së dritës, është marrë në studimin e rrezeve kozmike të përshpejtuara në përshpejtues të veçantë.
Vlen të theksohet se kjo konstante fizike varet nga mediumi në të cilin matet, përkatësisht nga indeksi i thyerjes. Prandaj, shkalla e saj aktuale mund të ndryshojë në varësi të frekuencave.
Si të llogaritet vlera e një konstante themelore
Deri më sot, ekzistojnë metoda të ndryshme për përcaktimin e SRS. Ajo mund të jetë:
- metoda astronomike;
- metodë e përmirësuar Fizeau. Këtu, rrota e ingranazheve zëvendësohet me një modulator modern.
Shënim! Shkencëtarët kanë vërtetuar se treguesit e CPC në ajër dhe në vakum janë pothuajse të njëjtë. Dhe është më pak se rreth 25% ujë.
Formula e mëposhtme përdoret për të llogaritur sasinë e përhapjes së një rreze drite.
Formula për llogaritjen e shpejtësisë së dritës
Kjo formulë është e përshtatshme për llogaritjet me vakum.
konkluzioni
Drita në botën tonë është shumë e rëndësishme dhe momenti kur shkencëtarët mund të provojnë mundësinë e ekzistencës së shpejtësive superluminale mund të ndryshojë plotësisht botën tonë të njohur. Çfarë do të thotë ky zbulim për njerëzit është madje e vështirë të vlerësohet. Por padyshim që do të jetë një zbulim i jashtëzakonshëm!
Si të zgjidhni dhe instaloni sensorë vëllimi për kontrollin automatik të dritës
Furnizimet me energji të rregullueshme të transistorit të bërë në shtëpi: montim, aplikim praktik
Drita është një nga konceptet kryesore të fizikës optike. Drita është rrezatim elektromagnetik që është i dukshëm për syrin e njeriut.
Për shumë dekada, mendjet më të mira kanë luftuar me problemin e përcaktimit se sa shpejt udhëton drita dhe çfarë është ajo, si dhe me të gjitha llogaritjet që vijnë me të. Në vitin 1676 ndodhi një revolucion në rrethin e fizikantëve. Një astronom danez i quajtur Ole Römer hodhi poshtë pretendimin se drita udhëton nëpër univers me një shpejtësi të pakufizuar.
Në 1676, Ole Roemer përcaktoi se shpejtësia e dritës në vakum është 299792458 m/s.
Për lehtësi, kjo shifër është rrumbullakosur. Një vlerë nominale prej 300,000 m/s është ende në përdorim.
Ky rregull, në kushte normale për ne, vlen për të gjitha objektet pa përjashtim, duke përfshirë rrezet X, dritën dhe valët gravitacionale të spektrit që është i prekshëm për sytë tanë.
Fizikanët modernë që studiojnë optikën kanë vërtetuar se vlera e shpejtësisë së dritës ka disa karakteristika:
- qëndrueshmëri;
- i paarritshëm;
- gjymtyrë.
Shpejtësia e dritës në media të ndryshme
Duhet mbajtur mend se një konstante fizike varet drejtpërdrejt nga mjedisi i saj, veçanërisht nga indeksi i thyerjes. Në këtë drejtim, vlera e saktë mund të ndryshojë, sepse është për shkak të frekuencave.
Formula për llogaritjen e shpejtësisë së dritës shkruhet si c = 3 * 10^8 m/s.
Në vitin 1676, astronomi danez Ole Römer bëri vlerësimin e parë të përafërt të shpejtësisë së dritës. Römer vuri re një mospërputhje të lehtë në kohëzgjatjen e eklipseve të hënave të Jupiterit dhe arriti në përfundimin se lëvizja e Tokës, ose duke iu afruar Jupiterit ose duke u larguar prej tij, ndryshoi distancën që drita e reflektuar nga satelitët duhej të udhëtonte.
Duke matur madhësinë e kësaj mospërputhjeje, Römer llogariti se shpejtësia e dritës ishte 219,911 kilometra në sekondë. Në një eksperiment të mëvonshëm në 1849, fizikani francez Armand Fizeau zbuloi se shpejtësia e dritës ishte 312,873 kilometra në sekondë.
Siç tregohet në figurën e mësipërme, konfigurimi eksperimental i Fizeau përbëhej nga një burim drite, një pasqyrë e tejdukshme që reflekton vetëm gjysmën e dritës që bie mbi të, duke lejuar pjesën tjetër të kalonte përtej ingranazhit rrotullues dhe pasqyrës së palëvizshme. Kur drita goditi një pasqyrë të tejdukshme, ajo u reflektua në një rrotë ingranazhi, e cila e ndante dritën në rreze. Pasi kaloi përmes një sistemi lente fokusimi, çdo rreze drite reflektohej nga një pasqyrë e fiksuar dhe kthehej përsëri në timonin e ingranazhit. Duke bërë matje të sakta të shpejtësisë me të cilën rrota e ingranazhit bllokoi rrezet e reflektuara, Fizeau ishte në gjendje të llogariste shpejtësinë e dritës. Kolegu i tij Jean Foucault e përmirësoi këtë metodë një vit më vonë dhe zbuloi se shpejtësia e dritës është 297,878 kilometra në sekondë. Kjo vlerë ndryshon pak nga vlera moderne prej 299,792 kilometra në sekondë, e cila llogaritet duke shumëzuar gjatësinë e valës dhe frekuencën e rrezatimit lazer.
Eksperimenti Fizeau
Siç tregohet në figurat e mësipërme, drita udhëton përpara dhe mbrapa përmes të njëjtit boshllëk midis dhëmbëve të timonit nëse rrotullohet ngadalë (figura e poshtme). Nëse rrota rrotullohet shpejt (foto e sipërme), dhëmbëzimi ngjitur bllokon dritën që kthehet.
Rezultatet e Fizeau
Duke e vendosur pasqyrën në një distancë prej 8.64 kilometrash nga rrota e dhëmbëzimit, Fizeau përcaktoi se shpejtësia e rrotullimit të rrotës së dhëmbëzuar për të bllokuar rrezen e dritës që kthehej ishte 12.6 rrotullime në sekondë. Duke ditur këto shifra, si dhe distancën e përshkuar nga drita dhe distancën që duhet të kalonte ingranazhi për të bllokuar rrezen e dritës (e barabartë me gjerësinë e hendekut midis dhëmbëve të timonit), ai llogariti se ajo mori rrezen e dritës. 0,000055 sekonda për të kaluar distancën nga rrota e marsheve në pasqyrë dhe mbrapa. Duke e ndarë me këtë kohë distancën totale prej 17.28 kilometrash të përshkuar nga drita, Fizeau përftoi për shpejtësinë e saj një vlerë prej 312,873 kilometra në sekondë.
Eksperimenti i Fukosë
Në 1850, fizikani francez Jean Foucault përmirësoi teknikën e Fizeau duke zëvendësuar rrotën e ingranazheve me një pasqyrë rrotulluese. Drita nga burimi arriti te vëzhguesi vetëm kur pasqyra bëri një kthesë të plotë prej 360° gjatë intervalit kohor midis nisjes dhe kthimit të rrezes së dritës. Duke përdorur këtë metodë, Foucault mori një vlerë prej 297,878 kilometra në sekondë për shpejtësinë e dritës.
Akordi i fundit në matjet e shpejtësisë së dritës.
Shpikja e lazerëve u mundësoi fizikantëve të masin shpejtësinë e dritës me saktësi shumë më të madhe se kurrë më parë. Në vitin 1972, shkencëtarët në Institutin Kombëtar të Standardeve dhe Teknologjisë matën me kujdes gjatësinë e valës dhe frekuencën e një rreze lazer dhe fiksuan shpejtësinë e dritës, produkt i këtyre dy variablave, në 299792458 metra për sekondë (186282 milje për sekondë). Një nga pasojat e kësaj matjeje të re ishte vendimi i Konferencës së Përgjithshme të Peshave dhe Masave për të miratuar si njehsor standard (3.3 këmbë) distancën që kalon drita në 1/299792458 të sekondës. Kështu / shpejtësia e dritës, konstanta më e rëndësishme themelore në fizikë, tani llogaritet me siguri shumë të lartë dhe matësi i referencës mund të përcaktohet shumë më saktë se kurrë më parë.
Tema se si të matet, si dhe sa është shpejtësia e dritës, ka qenë me interes për shkencëtarët që nga lashtësia. Kjo është një temë shumë magjepsëse, e cila që nga kohra të lashta ka qenë objekt i mosmarrëveshjeve shkencore. Besohet se një shpejtësi e tillë është e fundme, e paarritshme dhe konstante. Është e paarritshme dhe konstante, si pafundësia. Megjithatë, është e kufizuar. Rezulton një enigmë interesante fizike dhe matematikore. Ka një zgjidhje për këtë problem. Në fund të fundit, shpejtësia e dritës ende arriti të matet.
Në kohët e lashta, mendimtarët besonin se shpejtësia e dritësështë një sasi e pafundme. Vlerësimi i parë i këtij treguesi u dha në 1676. Olaf Remer. Sipas llogaritjeve të tij, shpejtësia e dritës ishte afërsisht 220,000 km/s. Nuk ishte vlera e saktë, por afër së vërtetës.
Përfundimi dhe vlerësimi i shpejtësisë së dritës u konfirmuan pas gjysmë shekulli.
Në të ardhmen, shkencëtari fizo Ishte e mundur të përcaktohej shpejtësia e dritës nga koha që i duhet rrezes për të përshkuar distancën e saktë.
Ai ngriti një eksperiment (shih figurën), gjatë të cilit një rreze drite u nis nga burimi S, e reflektuar nga pasqyra 3, e ndërprerë nga disku i dhëmbëzuar 2 dhe kaloi përmes bazës (8 km). Pastaj u reflektua nga pasqyra 1 dhe u kthye në disk. Drita binte në hendekun midis dhëmbëve dhe mund të vëzhgohej përmes okularit 4. Koha që i duhej rrezes për të kaluar nëpër bazën u përcaktua në varësi të shpejtësisë së rrotullimit të diskut. Vlera e marrë nga Fizeau ishte kjo: s = 313,300 km/s.
Shpejtësia e përhapjes së një rreze në çdo mjedis të veçantë është më e vogël se kjo shpejtësi në një vakum. Përveç kësaj, për substanca të ndryshme, ky tregues merr vlera të ndryshme. Pas disa vitesh Foucault e zëvendësoi diskun me një pasqyrë që rrotullohet me shpejtësi. Ndjekësit e këtyre shkencëtarëve përdorën në mënyrë të përsëritur metodat dhe skemat e tyre kërkimore.
Lentet janë baza e pajisjeve optike. A e dini si llogaritet? Mund ta zbuloni duke lexuar një nga artikujt tanë.
Dhe mund të gjeni informacione se si të vendosni një pamje optike të përbërë nga lente të tilla. Lexoni materialin tonë dhe nuk do të keni pyetje mbi temën.
Sa është shpejtësia e dritës në vakum?
Matja më e saktë e shpejtësisë së dritës është 1,079,252,848.8 kilometra në orë, ose 299 792 458 m/s. Kjo shifër është e vlefshme vetëm për kushtet e krijuara në vakum.
Por për të zgjidhur problemet, zakonisht përdoret treguesi 300,000,000 m/s. Në një vakum, shpejtësia e dritës në njësitë e Plankut është 1. Kështu, energjia e dritës përshkon 1 njësi të gjatësisë Planck në 1 njësi të kohës së Plankut. Nëse krijohet një vakum në kushte natyrore, atëherë rrezet X, valët e dritës të spektrit të dukshëm dhe valët gravitacionale mund të lëvizin me një shpejtësi të tillë.
Ekziston një mendim i qartë i shkencëtarëve se grimcat që kanë masë mund të marrin një shpejtësi sa më afër shpejtësisë së dritës. Por ata nuk janë në gjendje të arrijnë dhe tejkalojnë treguesin. Shpejtësia më e lartë, afër shpejtësisë së dritës, u regjistrua në studimin e rrezeve kozmike dhe në nxitimin e grimcave të caktuara në përshpejtuesit.
Vlera e shpejtësisë së dritës në çdo mjedis varet nga indeksi i thyerjes së këtij mediumi.
Ky tregues mund të jetë i ndryshëm për frekuenca të ndryshme. Matja e saktë e sasisë është e rëndësishme për llogaritjen e parametrave të tjerë fizikë. Për shembull, për të përcaktuar distancën gjatë kalimit të sinjaleve të dritës ose radios në vendndodhjen optike, radarin, rrezen e dritës dhe zona të tjera.
Shkencëtarët modernë përdorin metoda të ndryshme për të përcaktuar shpejtësinë e dritës. Disa ekspertë përdorin metoda astronomike, si dhe metoda matëse duke përdorur teknika eksperimentale. Shpesh përdoret një metodë e përmirësuar Fizeau. Në këtë rast, rrota e ingranazhit zëvendësohet nga një modulator i dritës, i cili dobëson ose ndërpret rrezen e dritës. Marrësi këtu është një shumëzues fotoelektrik ose fotocelë. Burimi i dritës mund të jetë një lazer, i cili ndihmon në reduktimin e gabimit të matjes. Përcaktimi i shpejtësisë së dritës baza kohore mund të kalohet me metoda direkte ose indirekte, të cilat gjithashtu ju lejojnë të merrni rezultate të sakta.
Cilat formula përdoren për të llogaritur shpejtësinë e dritës
- Shpejtësia e dritës në vakum është një vlerë absolute. Fizikantët e caktojnë atë me shkronjën "c". Kjo është një vlerë themelore dhe konstante, e cila nuk varet nga zgjedhja e sistemit të raportimit dhe karakterizon kohën dhe hapësirën në tërësi. Shkencëtarët sugjerojnë se kjo shpejtësi është shpejtësia kufizuese e grimcave.
Formula për shpejtësinë e dritës në vakum:
c = 3 * 10^8 = 299792458 m/s
këtu c është shpejtësia e dritës në vakum.
- Shkencëtarët e kanë vërtetuar këtë shpejtësia e dritës në ajër pothuajse është e barabartë me shpejtësinë e dritës në vakum. Mund të llogaritet duke përdorur formulën: