የብርሃን ፍጥነት ምን ያህል ነው. ለብርሃን ፍጥነት ቀመር ማውጣት. ትርጉሞች እና ጽንሰ-ሐሳቦች

የብርሃን ፍጥነት ብርሃን በአንድ አሃድ ጊዜ የሚጓዝበት ርቀት ነው። ይህ ዋጋ ብርሃኑ በሚሰራጭበት ንጥረ ነገር ላይ የተመሰረተ ነው.

በቫኩም ውስጥ, የብርሃን ፍጥነት 299,792,458 ሜ / ሰ ነው. ይህ ሊደረስበት የሚችል ከፍተኛ ፍጥነት ነው. ልዩ ትክክለኝነት የማይጠይቁ ችግሮችን በሚፈታበት ጊዜ, ይህ ዋጋ ከ 300,000,000 ሜትር / ሰ ጋር እኩል ይወሰዳል. ሁሉም የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች በቫኩም ውስጥ በብርሃን ፍጥነት ይሰራጫሉ ተብሎ ይታሰባል፡ የሬዲዮ ሞገዶች፣ የኢንፍራሬድ ጨረሮች፣ የሚታይ ብርሃን፣ አልትራቫዮሌት ጨረር፣ ኤክስሬይ፣ ጋማ ጨረሮች። በደብዳቤ ነው የተሰየመው ጋር .

የብርሃን ፍጥነት እንዴት ተወሰነ?

በጥንት ዘመን ሳይንቲስቶች የብርሃን ፍጥነት ማለቂያ የሌለው እንደሆነ ያምኑ ነበር. በኋላ, በዚህ ጉዳይ ላይ በሳይንቲስቶች መካከል ውይይት ተጀመረ. ኬፕለር፣ ዴካርትስ እና ፌርማት ከጥንት ሳይንቲስቶች አስተያየት ጋር ተስማምተዋል። እና ጋሊልዮ እና ሁክ ምንም እንኳን የብርሃን ፍጥነት በጣም ከፍተኛ ቢሆንም አሁንም የተወሰነ ዋጋ እንዳለው ያምኑ ነበር.

ጋሊልዮ ጋሊሊ

የብርሃንን ፍጥነት ለመለካት ከሞከሩት መካከል አንዱ ጣሊያናዊው ሳይንቲስት ጋሊልዮ ጋሊሊ ነው። በሙከራው ወቅት እሱና ረዳቱ በተለያዩ ኮረብታዎች ላይ ነበሩ። ጋሊልዮ በፋኖው ላይ መከለያውን ከፈተ። በዚህ ጊዜ ረዳቱ ይህንን ብርሃን ባየ ጊዜ በፋኖሱ ተመሳሳይ ድርጊቶችን ማድረግ ነበረበት። ብርሃኑ ከጋሊልዮ ወደ ረዳቱ እና ወደ ኋላ ለመጓዝ የፈጀው ጊዜ በጣም አጭር ከመሆኑ የተነሳ ጋሊሊዮ የብርሃን ፍጥነት በጣም ከፍተኛ መሆኑን ተረዳ እና ብርሃን ስለሚጓዝ በአጭር ርቀት ለመለካት የማይቻል ነው. ወዲያውኑ ማለት ይቻላል. እና የተመዘገበው ጊዜ የአንድን ሰው ምላሽ ፍጥነት ብቻ ያሳያል.

የብርሃን ፍጥነት ለመጀመሪያ ጊዜ በ 1676 በዴንማርካዊው የስነ ፈለክ ተመራማሪ ኦላፍ ሮመር የስነ ፈለክ ርቀቶችን በመጠቀም ተወስኗል. በቴሌስኮፕ ተጠቅሞ የጁፒተር ጨረቃን አዮ ግርዶሽ ለመመልከት፣ ምድር ከጁፒተር በምትርቅበት ጊዜ እያንዳንዱ ተከታይ ግርዶሽ ከተሰላ በኋላ እንደሚከሰት አወቀ። ከፍተኛው መዘግየት፣ ምድር ወደ ፀሐይ ማዶ ስትንቀሳቀስ እና ከምድር ምህዋር ዲያሜትር ጋር እኩል በሆነ ርቀት ከጁፒተር ርቃ ስትሄድ፣ 22 ሰአት ነው። ምንም እንኳን የምድር ትክክለኛ ዲያሜትር በወቅቱ ባይታወቅም, ሳይንቲስቱ ግምታዊ እሴቱን በ 22 ሰአታት ከፍለው ወደ 220,000 ኪ.ሜ / ሰ.

ኦላፍ ሮመር

በሮመር የተገኘው ውጤት በሳይንቲስቶች መካከል አለመተማመንን ፈጠረ። ነገር ግን በ 1849 ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ አርማንድ ሂፖላይት ሉዊስ ፊዚው የሚሽከረከር የመዝጊያ ዘዴን በመጠቀም የብርሃንን ፍጥነት ለካ። በሙከራው፣ ከምንጩ የሚወጣው ብርሃን በሚሽከረከር ጎማ ጥርሶች መካከል አለፈ እና ወደ መስታወት ተመርቷል። ከሱ አንጸባረቀ, ተመልሶ ተመለሰ. የመንኮራኩሩ የማሽከርከር ፍጥነት ጨምሯል። የተወሰነ እሴት ላይ ሲደርስ ከመስተዋቱ ላይ የሚንፀባረቀው ጨረር በሚንቀሳቀስ ጥርስ ዘግይቷል, እና ተመልካቹ በዚያን ጊዜ ምንም ነገር አላየም.

የ Fizeau ተሞክሮ

Fizeau የብርሃንን ፍጥነት እንደሚከተለው ያሰላል። ብርሃኑ በራሱ መንገድ ይሄዳል ኤል ከመንኮራኩሩ እስከ መስተዋት እኩል በሆነ ጊዜ ውስጥ ቲ 1 = 2 ሊ/ሲ . መንኮራኩሩ ½ ማስገቢያ ለመዞር የሚፈጀው ጊዜ ነው። t 2 = T/2N ፣ የት ቲ - የመንኮራኩር ማሽከርከር ጊዜ; ኤን - የጥርስ ቁጥር. የማሽከርከር ድግግሞሽ v = 1/ተ . ተመልካቹ ብርሃን የማያይበት ጊዜ የሚከሰተው መቼ ነው t 1 = t 2 . የብርሃን ፍጥነትን ለመወሰን ቀመርን ከዚህ እናገኛለን-

ሐ = 4LNv

ይህንን ቀመር በመጠቀም ስሌቶችን ካደረጉ በኋላ, Fizeau ያንን ወሰነ ጋር = 313,000,000 ሜ/ሴ. ይህ ውጤት የበለጠ ትክክለኛ ነበር።

Armand Hippolyte ሉዊስ Fizeau

እ.ኤ.አ. በ 1838 ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ እና የስነ ፈለክ ተመራማሪ ዶሚኒክ ፍራንሷ ዣን አራጎ የብርሃንን ፍጥነት ለማስላት የማሽከርከር ዘዴን በመጠቀም ሀሳብ አቅርበዋል ። ይህ ሀሳብ በ 1862 የብርሃን ፍጥነት (298,000,000 ± 500,000 ± 500,000 ሜ / ሰ) ዋጋ ያገኘው በፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ, መካኒክ እና የሥነ ፈለክ ተመራማሪ ዣን በርናርድ ሊዮን ፎውካልት ተግባራዊ ሆኗል.

ዶሚኒክ ፍራንሷ ዣን Arago

እ.ኤ.አ. በ 1891 የአሜሪካው የስነ ፈለክ ተመራማሪ ሲሞን ኒውኮምብ ከፎኮውት ውጤት የበለጠ ትክክለኛ የሆነ ቅደም ተከተል ሆነ። በእሱ ስሌት ምክንያት ጋር = (99,810,000 ± 50,000) ሜትር / ሰ.

የሚሽከረከር ባለ ስምንት ጎን መስታወት ያለው ቅንብርን የተጠቀመው አሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቅ አልበርት አብርሃም ሚሼልሰን የተደረገ ጥናት የብርሃንን ፍጥነት በትክክል ለማወቅ አስችሎታል። እ.ኤ.አ. በ 1926 ሳይንቲስቱ በሁለት ተራሮች አናት መካከል ከ 35.4 ኪ.ሜ ጋር እኩል ያለውን ርቀት ለመጓዝ ብርሃን የፈጀበትን ጊዜ ለካ እና አገኘ ። ጋር = (299,796,000±4,000) ሜትር/ሰ.

በጣም ትክክለኛው መለኪያ በ 1975 ተካሂዷል. በዚሁ አመት የክብደት እና የመለኪያ አጠቃላይ ኮንፈረንስ የብርሃን ፍጥነት 299,792,458 ± 1.2 m / s እኩል እንዲቆጠር ይመክራል.

የብርሃን ፍጥነት በምን ላይ የተመሰረተ ነው?

በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት በማጣቀሻው ፍሬም ወይም በተመልካቹ አቀማመጥ ላይ የተመካ አይደለም. ከ 299,792,458 ± 1.2 ሜትር / ሰ ጋር እኩል ነው, ቋሚ ሆኖ ይቆያል. ነገር ግን በተለያዩ ግልጽ ሚዲያዎች ይህ ፍጥነት በቫኩም ውስጥ ካለው ፍጥነት ያነሰ ይሆናል. ማንኛውም ግልጽ መካከለኛ የኦፕቲካል ጥግግት አለው. እና ከፍ ባለ መጠን የብርሃን ፍጥነት በእሱ ውስጥ ይስፋፋል. ለምሳሌ, በአየር ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት በውሃ ውስጥ ካለው ፍጥነት ከፍ ያለ ነው, እና በንጹህ የኦፕቲካል መስታወት ውስጥ ከውሃ ያነሰ ነው.

ብርሃን ጥቅጥቅ ካለ መካከለኛ ወደ ጥቅጥቅ ካለ ፍጥነቱ ይቀንሳል። እና ሽግግሩ በጣም ጥቅጥቅ ካለው መካከለኛ ወደ ትንሽ ጥቅጥቅ ያለ ከሆነ, ፍጥነቱ, በተቃራኒው, ይጨምራል. ይህ የብርሃን ጨረሩ በሁለት ሚዲያዎች መካከል ባለው የሽግግር ድንበር ላይ ለምን እንደተገለበጠ ያብራራል.

በተለያዩ ሚዲያዎች ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት በከፍተኛ ሁኔታ ይለያያል. አስቸጋሪው ነገር የሰው ዓይን በጠቅላላው የእይታ ክልል ውስጥ አለማየቱ ነው። የብርሃን ጨረሮች አመጣጥ ተፈጥሮ ከጥንት ጀምሮ ፍላጎት ያላቸው ሳይንቲስቶች አሉት. የብርሃንን ፍጥነት ለማስላት የመጀመሪያዎቹ ሙከራዎች የተደረጉት በ300 ዓክልበ. በዚያን ጊዜ ሳይንቲስቶች ማዕበሉ በቀጥታ መስመር እንዲሰራጭ ወሰኑ።

ፈጣን ምላሽ

የብርሃን ባህሪያትን እና የእንቅስቃሴውን አቅጣጫ በሂሳብ ቀመሮች መግለፅ ችለዋል። ከመጀመሪያው ጥናት ከ 2 ሺህ ዓመታት በኋላ ታወቀ.

የብርሃን ፍሰት ምንድን ነው?

የብርሃን ጨረር ከፎቶኖች ጋር የተጣመረ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ነው. ፎቶኖች በጣም ቀላሉ ንጥረ ነገሮች እንደሆኑ ተረድተዋል ፣ እነሱም የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ኳንታ ይባላሉ። በሁሉም እይታዎች ውስጥ ያለው የብርሃን ፍሰት የማይታይ ነው። በባህላዊ የቃሉ ትርጉም በጠፈር ውስጥ አይንቀሳቀስም። የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ከኳንተም ቅንጣቶች ጋር ያለውን ሁኔታ ለመግለጽ የጨረር ሚዲያን የማጣቀሻ ኢንዴክስ ጽንሰ-ሀሳብ ቀርቧል።

የብርሃን ፍሰቱ በትንሽ መስቀለኛ መንገድ በጨረር መልክ በጠፈር ውስጥ ይተላለፋል. በቦታ ውስጥ ያለው የመንቀሳቀስ ዘዴ በጂኦሜትሪክ ዘዴዎች የተገኘ ነው. ይህ rectilinear beam ነው ፣ ከተለያዩ ሚዲያዎች ጋር ድንበር ላይ ፣ መቀልበስ ይጀምራል ፣ የከርቪላይን አቅጣጫን ይፈጥራል። የሳይንስ ሊቃውንት ከፍተኛው ፍጥነት በቫኩም ውስጥ መፈጠሩን አረጋግጠዋል; የሳይንስ ሊቃውንት የብርሃን ጨረር እና የተገኘ እሴት የተወሰኑ የ SI ክፍሎችን ለመመንጨት እና ለማንበብ መሰረት የሆኑበትን ስርዓት ፈጥረዋል.

አንዳንድ ታሪካዊ እውነታዎች

ከ 900 ዓመታት በፊት አቪሴና ምንም እንኳን የስም እሴት ምንም ይሁን ምን ፣ የብርሃን ፍጥነት የተወሰነ እሴት እንዳለው ጠቁሟል። ጋሊልዮ ጋሊሊ የብርሃንን ፍጥነት በሙከራ ለማስላት ሞከረ። ሁለት የባትሪ ብርሃኖችን በመጠቀም ሙከራ አድራጊዎቹ ከአንድ ነገር ላይ የብርሃን ጨረር ወደ ሌላ የሚታይበትን ጊዜ ለመለካት ሞክረዋል. ነገር ግን እንዲህ ዓይነቱ ሙከራ አልተሳካም. ፍጥነቱ በጣም ከፍተኛ በመሆኑ የመዘግየቱን ጊዜ ማወቅ አልቻሉም።

ጋሊልዮ ጋሊሌይ ጁፒተር በ1320 ሰከንድ በአራት ሳተላይቶች ግርዶሽ መካከል ክፍተት እንዳላት አስተዋለ። በእነዚህ ግኝቶች ላይ በመመስረት በ 1676 ዴንማርካዊ የሥነ ፈለክ ተመራማሪ ኦሌ ሮመር የብርሃን ጨረር ስርጭት ፍጥነት 222 ሺህ ኪ.ሜ በሰከንድ አስላ። በዚያን ጊዜ, ይህ መለኪያ በጣም ትክክለኛ ነበር, ነገር ግን በምድራዊ ደረጃዎች ሊረጋገጥ አልቻለም.

ከ 200 ዓመታት በኋላ ሉዊዝ ፊዚው የብርሃን ጨረር ፍጥነት በሙከራ ማስላት ችሏል። በከፍተኛ ፍጥነት የሚሽከረከር የመስታወት እና የማርሽ ዘዴ ያለው ልዩ ተከላ ፈጠረ። የብርሃን ፍሰቱ ከመስተዋቱ ላይ ተንፀባርቆ ከ 8 ኪሎ ሜትር በኋላ ተመልሶ ተመለሰ. የመንኮራኩሩ ፍጥነት ሲጨምር፣ የማርሽ ዘዴው ጨረሩን ሲዘጋው ትንሽ ጊዜ ተፈጠረ። ስለዚህ የጨረሩ ፍጥነት በሴኮንድ 312 ሺህ ኪሎ ሜትር ላይ ተቀምጧል.

Foucault ይህንን መሳሪያ አሻሽሏል, የማርሽ ዘዴን በጠፍጣፋ መስታወት በመተካት መለኪያዎችን ይቀንሳል. የእሱ የመለኪያ ትክክለኛነት ለዘመናዊው ደረጃ በጣም ቅርብ ሆኖ በሴኮንድ 288 ሺህ ሜትር ደርሷል. Foucault ውሃን እንደ መሰረት አድርጎ በባዕድ ሚዲያ ውስጥ ያለውን የብርሃን ፍጥነት ለማስላት ሞክሯል። የፊዚክስ ሊቃውንት ይህ ዋጋ ቋሚ እንዳልሆነ እና በተሰጠው መካከለኛ ውስጥ ባለው የማጣቀሻ ባህሪያት ላይ የተመሰረተ ነው ብሎ መደምደም ችሏል.

ቫክዩም ከቁስ የጸዳ ቦታ ነው። በ C ስርዓት ውስጥ በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት በላቲን ፊደል C የተሰየመ ነው. ሊደረስበት የማይችል ነው. ምንም ንጥል ነገር ወደ እንደዚህ ያለ ዋጋ ሊዘጋ አይችልም። የፊዚክስ ሊቃውንት ነገሮች በዚህ መጠን ከተፋጠነ ብቻ ምን ሊፈጠር እንደሚችል መገመት ይችላሉ። የብርሃን ጨረር የማሰራጨት ፍጥነት የማያቋርጥ ባህሪዎች አሉት ፣

• ቋሚ እና የመጨረሻ;
• የማይደረስ እና የማይለወጥ.

ይህንን ቋሚ ማወቃችን ነገሮች በህዋ ውስጥ የሚንቀሳቀሱበትን ከፍተኛ ፍጥነት ለማስላት ያስችለናል። የብርሃን ጨረር ስርጭት መጠን እንደ መሰረታዊ ቋሚነት ይታወቃል. የቦታ-ጊዜን ለመለየት ጥቅም ላይ ይውላል. ይህ ለተንቀሳቃሽ ቅንጣቶች የሚፈቀደው ከፍተኛው ዋጋ ነው። በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት ምን ያህል ነው? የአሁኑ ዋጋ የተገኘው በቤተ ሙከራ ልኬቶች እና በሂሳብ ስሌቶች ነው። እሷ በሴኮንድ 299.792.458 ሜትር በ ± 1.2 m/s ትክክለኛነት. በብዙ የትምህርት ዓይነቶች, ትምህርት ቤቶችን ጨምሮ, ግምታዊ ስሌቶች ችግሮችን ለመፍታት ጥቅም ላይ ይውላሉ. ከ 3,108 ሜትር / ሰ ጋር እኩል የሆነ አመልካች ይወሰዳል.

በሰው በሚታይ ስፔክትረም ውስጥ ያሉ የብርሃን ሞገዶች እና የኤክስሬይ ሞገዶች ወደ ብርሃን ፍጥነት የሚቃረቡ ንባቦች ሊፋጠን ይችላሉ። ከዚህ ቋሚ ጋር እኩል መሆን ወይም ከዋጋው መብለጥ አይችሉም። ቋሚው የተገኘው በልዩ ማፍጠኛዎች ውስጥ በተጣደፉበት ጊዜ የኮስሚክ ጨረሮችን ባህሪ በመከታተል ላይ የተመሠረተ ነው። ጨረሩ በሚሰራጭበት የማይነቃነቅ መካከለኛ ላይ ይወሰናል. በውሃ ውስጥ, የብርሃን ስርጭቱ 25% ዝቅተኛ ነው, እና በአየር ውስጥ በስሌቱ ጊዜ በሙቀት እና ግፊት ላይ ይወሰናል.

ሁሉም ስሌቶች የተከናወኑት የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ እና በአንስታይን የተገኘ የምክንያት ህግን በመጠቀም ነው። የፊዚክስ ሊቃውንት ነገሮች በሰአት 1,079,252,848.8 ኪሎ ሜትር ፍጥነት ከደረሱ እና ከዚ በላይ ከሆነ የማይቀለበስ ለውጦች በዓለማችን መዋቅር ውስጥ ይከሰታሉ እና ስርዓቱ ይበላሻል ብሎ ያምናል። ጊዜ መቁጠር ይጀምራል, የክስተቶችን ቅደም ተከተል ይረብሸዋል.

የሜትር ፍቺ የተገኘው ከብርሃን ጨረር ፍጥነት ነው. የብርሃን ጨረር በሰከንድ 1/299792458 ውስጥ ለመጓዝ የሚረዳው አካባቢ እንደሆነ ተረድቷል። ይህ ጽንሰ-ሐሳብ ከደረጃው ጋር መምታታት የለበትም. የሜትር መለኪያው የተወሰነ ርቀትን በአካል ለማየት የሚያስችል ልዩ ካድሚየም ላይ የተመሰረተ ሼድ ያለው ቴክኒካል መሳሪያ ነው።

ብርሃን ሁል ጊዜ በሰዎች ህልውና እና ዛሬ የምናየው የዳበረ ስልጣኔን በመፍጠር ረገድ ጠቃሚ ቦታን ይዟል። በሰው ልጅ የዕድገት ታሪክ ውስጥ፣ የብርሃን ፍጥነት የመጀመሪያዎቹን ፈላስፎች እና ተፈጥሮ ሊቃውንት፣ ከዚያም ሳይንቲስቶችን እና የፊዚክስ ሊቃውንትን አእምሮ አስደስቷል። ይህ የአጽናፈ ዓለማችን ሕልውና መሠረታዊ ቋሚ ነው።

ብዙ ሳይንቲስቶች በተለያዩ ሚዲያዎች ውስጥ የብርሃን ስርጭት ምን እንደሚመስል ለማወቅ በተለያዩ ጊዜያት ፈልገዋል። ለሳይንስ ትልቁ ጠቀሜታ የብርሃን ፍጥነት በቫኩም ውስጥ ያለውን ዋጋ ማስላት ነው። ይህ ጽሑፍ ይህንን ጉዳይ ለመረዳት እና ብርሃን በቫኩም ውስጥ እንዴት እንደሚሠራ ብዙ አስደሳች ነገሮችን ለማወቅ ይረዳዎታል.

የብርሃን እና የፍጥነት ጥያቄ

ብርሃን በዘመናዊ ፊዚክስ ውስጥ ቁልፍ ሚና ይጫወታል, ምክንያቱም እንደ ተለወጠ, በዚህ የስልጣኔ እድገት ደረጃ የፍጥነቱን ዋጋ ማሸነፍ አይቻልም. የብርሃንን ፍጥነት ለመለካት ብዙ ዓመታት ፈጅቷል። ከዚህ በፊት ሳይንቲስቶች በጣም አስፈላጊ የሆነውን ጥያቄ ለመመለስ በመሞከር ብዙ ጥናቶችን አካሂደዋል-"በቫኩም ውስጥ የብርሃን ስርጭት ፍጥነት ምን ያህል ነው?"
በዚህ ጊዜ የሳይንስ ሊቃውንት የብርሃን ስርጭት ፍጥነት (SLP) የሚከተሉት ባህሪያት እንዳሉት አረጋግጠዋል.

• ቋሚ ነው;
• የማይለወጥ ነው;
• እሷ የማይደረስባት ናት;
• ውሱን ነው።

ማስታወሻ! በሳይንስ እድገት ውስጥ በአሁኑ ጊዜ የብርሃን ፍጥነት በፍፁም የማይገኝ እሴት ነው። የፊዚክስ ሊቃውንት በቫክዩም ውስጥ የብርሃን ፍሰትን የማሰራጨት ፍጥነትን በመላምት በሚደርስ ነገር ላይ ምን እንደሚፈጠር አንዳንድ ግምቶች ብቻ አላቸው።

ቀላል ፍጥነት

ብርሃን በቫኩም ውስጥ ምን ያህል በፍጥነት እንደሚጓዝ በጣም አስፈላጊ የሆነው ለምንድነው? መልሱ ቀላል ነው። ከሁሉም በላይ ቫክዩም በጠፈር ውስጥ ነው. ስለዚህ፣ በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት ምን አይነት አሃዛዊ አመልካች እንዳለው ከተማርን፣ በፀሃይ ሲስተም እና ከዚያም በላይ በምን ያህል ከፍተኛ ፍጥነት መንቀሳቀስ እንደምንችል ለመረዳት እንችላለን።
በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ ብርሃንን የሚሸከሙት አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ፎቶኖች ናቸው። እና ብርሃን በቫኩም ውስጥ የሚንቀሳቀስበት ፍጥነት እንደ ፍፁም እሴት ይቆጠራል።

ማስታወሻ! SRS ስንል የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ እንቅስቃሴ ፍጥነት ማለት ነው። ብርሃን በአንድ ጊዜ ራሱን እንደ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች (ፎቶዎች) እና ሞገድ መገለጡ ትኩረት የሚስብ ነው። ይህ ከቅጠል-ሞገድ ንድፈ ሐሳብ ይከተላል. በእሱ መሠረት, በአንዳንድ ሁኔታዎች ብርሃን እንደ ቅንጣት, እና በሌሎች ውስጥ እንደ ሞገድ ይሠራል.

በዚህ ጊዜ, በቦታ ውስጥ የብርሃን ስርጭት (ቫኩም) እንደ መሰረታዊ ቋሚነት ይቆጠራል, ይህም ጥቅም ላይ የዋለው የማይነቃነቅ የማጣቀሻ ፍሬም ምርጫ ላይ የተመካ አይደለም. ይህ እሴት አካላዊ መሠረታዊ ቋሚዎችን ያመለክታል. በዚህ ሁኔታ ፣ የኤስአርኤስ ዋጋ በአጠቃላይ የቦታ-ጊዜ ጂኦሜትሪ መሰረታዊ ባህሪዎችን ያሳያል።
ዘመናዊ ፅንሰ-ሀሳቦች የ SPC ን እንደ ቋሚነት ይገልጻሉ, ይህም ለክፍሎች እንቅስቃሴ የሚፈቀደው ከፍተኛው እሴት, እንዲሁም የእነሱ መስተጋብር ስርጭት ነው. በፊዚክስ ይህ መጠን በላቲን ፊደል "ሐ" ይገለጻል.

የጉዳዩ ጥናት ታሪክ

በጥንት ዘመን, በሚገርም ሁኔታ, የጥንት ተመራማሪዎች እንኳን በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ ስላለው የብርሃን ስርጭት ይደነቁ ነበር. ከዚያም ይህ ማለቂያ የሌለው ዋጋ እንደሆነ ይታመን ነበር. የብርሃን ፍጥነት አካላዊ ክስተት የመጀመሪያው ግምት በኦላፍ ሮመር የተሰጠው በ 1676 ብቻ ነው. በእሱ ስሌት መሠረት, የብርሃን ስርጭት በግምት 220 ሺህ ኪ.ሜ.

ማስታወሻ! ኦላፍ ሮመር ግምታዊ ዋጋ ሰጠ፣ ነገር ግን በኋላ እንደ ተለወጠ፣ ከእውነተኛው ብዙም የራቀ አይደለም።

ብርሃን በቫኩም ውስጥ የሚጓዝበት የፍጥነት ትክክለኛ ዋጋ የሚወሰነው ኦላፍ ሮመር ካለፈ ከግማሽ ምዕተ ዓመት በኋላ ነው። ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ አ.አይ.ኤል. Fizeau, ልዩ ሙከራ በማካሄድ ላይ.

የ Fizeau ሙከራ

የተወሰነ እና በትክክል የሚለካ አካባቢ ለመጓዝ አንድ ጨረር የሚፈጀውን ጊዜ በመለካት ይህንን አካላዊ ክስተት ለመለካት ችሏል።
ልምዱ ይህን ይመስላል።

• ምንጭ S የብርሃን ፍሰት አወጣ;
• ከመስታወት (3) ተንጸባርቋል;
• ከዚህ በኋላ የብርሃን ፍሰቱ በጥርስ ዲስክ (2) ​​በመጠቀም ተቋርጧል;
• ከዚያም መሰረቱን አልፏል, ርቀቱ 8 ኪ.ሜ;
• ከዚህ በኋላ, የብርሃን ፍሰቱ በመስታወት (1) ተንፀባርቆ ወደ ዲስክ ተመለሰ.

በሙከራው ወቅት, የብርሃን ፍሰቱ በዲስክ ጥርሶች መካከል ባሉት ክፍተቶች ውስጥ ወድቋል, እና በአይን መነጽር (4) በኩል ሊታይ ይችላል. Fizeau የጨረራውን ማለፊያ ጊዜ በዲስክ የማሽከርከር ፍጥነት ወስኗል። በዚህ ሙከራ ምክንያት, ዋጋ c = 313300 ኪ.ሜ / ሰ.
በዚህ ጉዳይ ላይ የተደረገው ጥናት ግን በዚህ አላበቃም። አካላዊ ቋሚን ለማስላት የመጨረሻው ቀመር አልበርት አንስታይንን ጨምሮ ለብዙ ሳይንቲስቶች ምስጋና ቀረበ።

አንስታይን እና ቫክዩም: የመጨረሻ ስሌት ውጤቶች

ዛሬ በምድር ላይ ያለ እያንዳንዱ ሰው ለቁሳዊ ነገሮች እንቅስቃሴ የሚፈቀደው ከፍተኛው እሴት እና እንዲሁም ማንኛውም ምልክት በቫኩም ውስጥ የብርሃን ፍጥነት እንደሆነ ይቆጠራል. የዚህ አመላካች ትክክለኛ ዋጋ ወደ 300 ሺህ ኪ.ሜ. ለትክክለኛነቱ በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት 299,792,458 ሜ/ሰ ነው።
ከዚህ እሴት በላይ ማለፍ አይቻልም የሚለው ንድፈ ሃሳብ በታዋቂው የፊዚክስ ሊቅ አልበርት አንስታይን በልዩ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ወይም SRT አቅርቧል።

ማስታወሻ! የአንስታይን አንጻራዊነት ንድፈ-ሐሳብ የማይናወጥ ነው ተብሎ የሚታሰበው ትክክለኛ ማስረጃ እስካልተገኘ ድረስ በቫኩም ውስጥ ከኤስፒሲ በሚበልጥ ፍጥነት ሲግናል ማስተላለፍ እንደሚቻል ነው።

የአንስታይን አንጻራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ

ዛሬ ግን አንዳንድ ተመራማሪዎች የአንስታይን SRT መቀየር እንደሚቻል እንደ ቅድመ ሁኔታ የሚያገለግሉ ክስተቶችን አግኝተዋል። በተወሰኑ ልዩ ሁኔታዎች ውስጥ, የሱፐርሚል ፍጥነቶች መከሰቱን መከታተል ይቻላል. የሚያስደንቀው ነገር በዚህ ጉዳይ ላይ የአንፃራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ አልተጣሰም ነው.

ለምን ከብርሃን በበለጠ ፍጥነት መንቀሳቀስ አይችሉም

ዛሬ በዚህ እትም ውስጥ አንዳንድ ወጥመዶች አሉ. ለምሳሌ, የሲፒሲ ቋሚውን በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ ማሸነፍ የማይችለው ለምንድን ነው? ተቀባይነት ባለው ንድፈ ሐሳብ መሠረት, በዚህ ሁኔታ ውስጥ የዓለማችን መዋቅር መሠረታዊ መርህ ማለትም የምክንያት ህግ ይጣሳል. አንድ ተፅዕኖ በትርጓሜው ከምክንያቱ አስቀድሞ መሄድ እንደማይችል ተከራክሯል። በምሳሌያዊ አነጋገር በመጀመሪያ ድቡ ይወድቃል ማለት አይቻልም, እና ከዚያ በኋላ የተኮሰው አዳኝ ጥይት ይሰማል. ነገር ግን SRS ከበለጠ, ከዚያም ክስተቶች በተቃራኒው ቅደም ተከተል መከሰት መጀመር አለባቸው. በውጤቱም, ጊዜው ወደ ኋላ መሮጥ ይጀምራል.

ስለዚህ የብርሃን ጨረር ስርጭት ፍጥነት ምን ያህል ነው?

የሲፒሲ ምንነት ትክክለኛ ዋጋ ለመወሰን ከተደረጉ በርካታ ጥናቶች በኋላ የተወሰኑ አሃዞች ተገኝተዋል። ዛሬ ሐ = 1,079,252,848.8 ኪሎ ሜትር በሰዓት ወይም 299,792,458 ሜ/ሰ ነው። እና በፕላንክ ክፍሎች ይህ ግቤት እንደ አንድነት ይገለጻል። ይህ ማለት የብርሃን ሃይል በፕላንክ ጊዜ ውስጥ 1 የፕላንክ አሃድ ርዝመት ይጓዛል ማለት ነው.

ማስታወሻ! እነዚህ አሃዞች የሚሠሩት ባዶ ቦታ ውስጥ ላሉ ሁኔታዎች ብቻ ነው።

ለቋሚ እሴት ቀመር

ነገር ግን በፊዚክስ ውስጥ, ችግሮችን ለመፍታት ቀላል መንገድ, የተጠጋጋ እሴት ጥቅም ላይ ይውላል - 300,000,000 ሜ / ሰ.
በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ ያለው ይህ ደንብ በሁሉም ነገሮች ላይ ይሠራል, እንዲሁም ኤክስሬይ, ስበት እና የብርሃን ሞገዶች ለእኛ በሚታየው ስፔክትረም ውስጥ. በተጨማሪም ሳይንቲስቶች የጅምላ ቅንጣቶች ወደ የብርሃን ጨረር ፍጥነት መቅረብ እንደሚችሉ አረጋግጠዋል. ግን ሊደርሱበት ወይም ሊደርሱበት አይችሉም።

ማስታወሻ! ከፍተኛው ፍጥነት, ወደ ብርሃን ቅርብ, በልዩ አፋጣኝ ውስጥ የተጣደፉ የጠፈር ጨረሮችን በማጥናት ተገኝቷል.

ይህ አካላዊ ቋሚነት በሚለካበት መካከለኛ ማለትም በማጣቀሻው ላይ የተመሰረተ መሆኑን ልብ ሊባል የሚገባው ነው. ስለዚህ, የእሱ ትክክለኛ አመልካች እንደ ድግግሞሽ መጠን ሊለያይ ይችላል.

የመሠረታዊ ቋሚ እሴት እንዴት እንደሚሰላ

ዛሬ, ሲፒሲን ለመወሰን የተለያዩ ዘዴዎች አሉ. ሊሆን ይችላል:

• የስነ ፈለክ ዘዴዎች;
• የተሻሻለ የ Fizeau ዘዴ. እዚህ የማርሽ መንኮራኩሩ በዘመናዊ ሞዱላተር ተተክቷል።

ማስታወሻ! ሳይንቲስቶች በአየር እና በቫኩም ውስጥ የኤስአርኤስ አመልካቾች ከሞላ ጎደል ተመሳሳይ መሆናቸውን አረጋግጠዋል። እና በ 25% ገደማ ከውሃ ያነሰ ነው.

የብርሃን ጨረር ስርጭትን መጠን ለማስላት የሚከተለውን ቀመር ይጠቀሙ.

የብርሃን ፍጥነትን ለማስላት ቀመር

ይህ ፎርሙላ በቫኩም ውስጥ ለማስላት ተስማሚ ነው.

ማጠቃለያ

በዓለማችን ውስጥ ያለው ብርሃን በጣም አስፈላጊ ነው እና ሳይንቲስቶች የሱፐርላይን ፍጥነቶች መኖራቸውን ማረጋገጥ የሚችሉበት ጊዜ የእኛን የተለመደ ዓለም ሙሉ በሙሉ ሊለውጠው ይችላል. ይህ ግኝት ለሰዎች ምን ማለት እንደሆነ መገመት እንኳን ከባድ ነው። ግን በእርግጠኝነት, ይህ የማይታመን ግኝት ይሆናል!

ለራስ-ሰር ብርሃን መቆጣጠሪያ የድምፅ ዳሳሾችን እንዴት መምረጥ እና መጫን እንደሚቻል
በቤት ውስጥ የሚስተካከሉ ትራንዚስተር የኃይል አቅርቦቶች-ማገጣጠም ፣ ተግባራዊ መተግበሪያ

እውነት፣ እንዴት? በ ውስጥ ከፍተኛውን ፍጥነት እንዴት እንደሚለካ ዩኒቨርስበእኛ መጠነኛ፣ ምድራዊ ሁኔታ? በዚህ ጉዳይ ላይ አእምሯችንን መጨናነቅ አያስፈልገንም - ከሁሉም በላይ ፣ ለብዙ መቶ ዓመታት ፣ ብዙ ሰዎች በዚህ ጉዳይ ላይ ሠርተዋል ፣ የብርሃን ፍጥነትን ለመለካት ዘዴዎችን ፈጥረዋል። ታሪኩን በቅደም ተከተል እንጀምር።

የብርሃን ፍጥነት- በቫኩም ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ስርጭት ፍጥነት። በላቲን ፊደል ይገለጻል። ሐ. የብርሃን ፍጥነት በግምት 300,000,000 ሜ / ሰ ነው.

መጀመሪያ ላይ የብርሃን ፍጥነትን የመለካት ጉዳይ ማንም አላሰበም. ብርሃን አለ - በጣም ጥሩ ነው. ከዚያም በጥንት ዘመን በሳይንስ ፈላስፋዎች ዘንድ ተስፋፍቶ የነበረው አስተያየት የብርሃን ፍጥነት ማለቂያ የሌለው ማለትም በቅጽበት ነው። ከዚያም ተከሰተ መካከለኛ እድሜከ Inquisition ጋር፣ የአስተሳሰብ እና ተራማጅ ሰዎች ዋና ጥያቄ “እንዴት በእሳት ውስጥ እንዳንያዝ?” የሚል ነበር። እና በዘመናት ውስጥ ብቻ ህዳሴእና መገለጽየሳይንስ ሊቃውንት አስተያየቶች ተባዝተዋል እና በእርግጥ ተከፋፍለዋል.

ስለዚህ፣ ዴካርትስ, ኬፕለርእና እርሻበጥንት ዘመን ከነበሩት ሳይንቲስቶች ጋር ተመሳሳይ አመለካከት ነበራቸው. ነገር ግን የብርሃን ፍጥነት በጣም ከፍተኛ ቢሆንም የተወሰነ ነው ብሎ ያምን ነበር. እንደ እውነቱ ከሆነ, የመጀመሪያውን የብርሃን ፍጥነት መለኪያ አደረገ. የበለጠ በትክክል, ለመለካት የመጀመሪያውን ሙከራ አድርጓል.

የጋሊልዮ ሙከራ

ልምድ ጋሊልዮ ጋሊሊበቀላልነቱ ብሩህ ነበር። ሳይንቲስቱ የብርሃን ፍጥነትን ለመለካት አንድ ሙከራ አካሂደዋል, ቀላል የተሻሻሉ ዘዴዎችን ታጥቋል. እርስ በርሳቸው በሰፊው እና በሚታወቅ ርቀት በተለያዩ ኮረብታዎች ላይ, ጋሊልዮ እና ረዳቱ በብርሃን መብራቶች ቆሙ. ከመካከላቸው አንዱ በፋኖው ላይ መከለያውን ከፈተ, ሁለተኛው ደግሞ የመጀመሪያውን ፋኖስ ብርሃን ሲያይ እንዲሁ ማድረግ ነበረበት. ርቀቱን እና ሰዓቱን ማወቅ (ረዳቱ መብራቱን ከመክፈቱ በፊት ያለው መዘግየት) ጋሊልዮ የብርሃንን ፍጥነት ያሰላል ተብሎ ይጠበቃል። እንደ አለመታደል ሆኖ ይህ ሙከራ እንዲሳካ ጋሊልዮ እና ረዳቱ በብዙ ሚሊዮን ኪሎ ሜትሮች ርቀት ላይ ያሉትን ኮረብታዎች መምረጥ ነበረባቸው። በድህረ ገጹ ላይ ማመልከቻ በመሙላት እንደምትችሉ ላስታውሳችሁ እወዳለሁ።

ሮመር እና ብራድሌይ ሙከራዎች

የብርሃንን ፍጥነት ለመወሰን የመጀመሪያው ስኬታማ እና አስገራሚ ትክክለኛ ሙከራ የዴንማርክ የስነ ፈለክ ተመራማሪ ነው። ኦላፍ ሮመር. ሮመር የብርሃንን ፍጥነት ለመለካት የስነ ፈለክ ዘዴን ተጠቅሟል። በ1676 የጁፒተርን ሳተላይት አዮ በቴሌስኮፕ ተመልክቶ ምድር ከጁፒተር ስትርቅ የሳተላይት ግርዶሽ ጊዜ እንደሚቀየር አወቀ። ከፍተኛው የዘገየ ጊዜ 22 ደቂቃ ነበር። ምድር ከምድር ምህዋር ዲያሜትር ርቀት ላይ ከጁፒተር እየራቀች እንደሆነ በማስላት ሮሜር የዲያሜትሩን ግምታዊ ዋጋ በመዘግየቱ ጊዜ በመከፋፈል በሰከንድ 214,000 ኪሎ ሜትር ዋጋ አግኝቷል። እርግጥ ነው, እንዲህ ዓይነቱ ስሌት በጣም አስቸጋሪ ነበር, በፕላኔቶች መካከል ያለው ርቀት በግምት ብቻ ይታወቅ ነበር, ነገር ግን ውጤቱ በአንጻራዊ ሁኔታ ከእውነት ጋር ተቀራርቦ ነበር.

የብራድሌይ ልምድ። በ1728 ዓ.ም ጄምስ ብራድሌይየከዋክብትን መራራቅ በመመልከት የብርሃንን ፍጥነት ገምቷል። መበሳጨትምድር በምህዋሯ ውስጥ በምትንቀሳቀስበት ወቅት የሚታየው የከዋክብት አቀማመጥ ለውጥ ነው። ብራድሌይ የምድርን ፍጥነት በማወቅ እና የመቀየሪያውን አንግል በመለካት በሰከንድ 301,000 ኪሎ ሜትር ዋጋ አግኝቷል።

የ Fizeau ተሞክሮ

የዚያን ጊዜ የሳይንስ ዓለም የሮመር እና ብራድሌይ ሙከራ ውጤትን በማያመን ምላሽ ሰጠ። ይሁን እንጂ የብራድሌይ ውጤት እስከ 1849 ድረስ ከመቶ ለሚበልጡ ዓመታት በጣም ትክክለኛ ነበር። በዚያ ዓመት, አንድ ፈረንሳዊ ሳይንቲስት Armand Fizeauየሰለስቲያል አካላትን ሳያዩ፣ ነገር ግን እዚህ ምድር ላይ፣ የሚሽከረከር መዝጊያ ዘዴን በመጠቀም የብርሃንን ፍጥነት ለካ። በእርግጥ ይህ ከጋሊልዮ ጀምሮ የብርሃንን ፍጥነት ለመለካት የመጀመሪያው የላብራቶሪ ዘዴ ነው። ከዚህ በታች የላብራቶሪ አወቃቀሩ ሥዕላዊ መግለጫ ነው።

ብርሃኑ፣ ከመስተዋቱ ላይ የተንፀባረቀው፣ በመንኮራኩሩ ጥርሶች ውስጥ አለፈ እና ከሌላ መስታወት 8.6 ኪሎ ሜትር ርቀት ላይ ተንጸባርቋል። ብርሃኑ በሚቀጥለው ክፍተት ውስጥ እስኪታይ ድረስ የመንኮራኩሩ ፍጥነት ጨምሯል. የፊዚው ስሌት በሰከንድ 313,000 ኪሎ ሜትር ውጤት አስገኝቷል። ከአንድ አመት በኋላም ተመሳሳይ ሙከራ በሚሽከረከር መስታወት የተደረገው በሊዮን ፉካውት ሲሆን በሰከንድ 298,000 ኪሎ ሜትር ውጤት አግኝቷል።

ማሴር እና ሌዘር በመጣ ቁጥር ሰዎች የብርሃንን ፍጥነት ለመለካት አዳዲስ እድሎች እና መንገዶች አሏቸው እና የንድፈ ሃሳቡ እድገት ቀጥተኛ መለኪያዎችን ሳያደርጉ በተዘዋዋሪ መንገድ የብርሃን ፍጥነትን ለማስላት አስችሏል.

በጣም ትክክለኛው የብርሃን ፍጥነት ዋጋ

የሰው ልጅ የብርሃንን ፍጥነት በመለካት ረገድ ሰፊ ልምድ አከማችቷል። ዛሬ ለብርሃን ፍጥነት በጣም ትክክለኛው ዋጋ ይቆጠራል 299,792,458 ሜትር በሰከንድበ 1983 ተቀበለ ። የበለጠ ፣ የበለጠ ትክክለኛ የብርሃን ፍጥነት መለኪያ በመለኪያው ውስጥ ባሉ ስህተቶች ምክንያት የማይቻል ሆኖ መገኘቱ ትኩረት የሚስብ ነው። ሜትር. በአሁኑ ጊዜ የአንድ ሜትር ዋጋ ከብርሃን ፍጥነት ጋር የተሳሰረ ሲሆን ብርሃን በሰከንድ 1/299,792,458 ውስጥ ከሚጓዘው ርቀት ጋር እኩል ነው።

በመጨረሻም ፣ እንደ ሁሌም ፣ ትምህርታዊ ቪዲዮ እንዲመለከቱ እንመክራለን። ወዳጆች፣ ምንም እንኳን የተሻሻሉ መንገዶችን በመጠቀም የብርሃንን ፍጥነት የመለካት አይነት ስራ ቢገጥማችሁም፣ ለእርዳታ ወደ ደራሲዎቻችን በደህና መዞር ይችላሉ። በደብዳቤ የተማሪ ድህረ ገጽ ላይ ማመልከቻ መሙላት ይችላሉ። አስደሳች እና ቀላል ጥናት እንመኛለን!

ባለፈው የጸደይ ወቅት በዓለም ዙሪያ የሚገኙ ሳይንሳዊ እና ታዋቂ የሳይንስ መጽሔቶች ስሜት ቀስቃሽ ዜናዎችን ዘግበዋል። የአሜሪካ የፊዚክስ ሊቃውንት ልዩ የሆነ ሙከራ አደረጉ፡ የብርሃንን ፍጥነት በሰከንድ 17 ሜትር መቀነስ ችለዋል።

ብርሃን በከፍተኛ ፍጥነት እንደሚጓዝ ሁሉም ሰው ያውቃል - በሰከንድ ወደ 300 ሺህ ኪሎ ሜትር ገደማ። በቫክዩም = 299792458 ሜትር / ሰ ውስጥ ያለው የእሴቱ ትክክለኛ ዋጋ መሠረታዊ አካላዊ ቋሚ ነው. እንደ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳብ, ይህ ከፍተኛው የምልክት ማስተላለፊያ ፍጥነት ነው.

በማንኛውም ግልጽ መካከለኛ ብርሃን በዝግታ ይጓዛል። የእሱ ፍጥነት v መካከለኛ n: v = c / n ያለውን refractive ኢንዴክስ ላይ ይወሰናል. የአየር ማቀዝቀዣ ኢንዴክስ 1.0003, ውሃ - 1.33, የተለያዩ የመስታወት ዓይነቶች - ከ 1.5 እስከ 1.8. አልማዝ ከከፍተኛው አንጸባራቂ ጠቋሚ እሴቶች ውስጥ አንዱ ነው - 2.42. ስለዚህ በተለመደው ንጥረ ነገሮች ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት ከ 2.5 ጊዜ ባልበለጠ ጊዜ ይቀንሳል.

እ.ኤ.አ. በ 1999 መጀመሪያ ላይ ከሮውላንድ የሳይንስ ምርምር ተቋም በሃርቫርድ ዩኒቨርሲቲ (ማሳቹሴትስ ፣ አሜሪካ) እና ስታንፎርድ ዩኒቨርሲቲ (ካሊፎርኒያ) የማክሮስኮፒክ ኳንተም ተፅእኖን ያጠኑ የፊዚክስ ሊቃውንት ቡድን - ራስን የመነጨ ግልፅነት ተብሎ የሚጠራው ፣ የሌዘር ጥራጥሬዎችን በመካከለኛ ደረጃ በማለፍ ይህ በተለምዶ ግልጽ ያልሆነ ነው. ይህ መካከለኛ የ Bose-Einstein condensate ተብሎ በሚጠራው ልዩ ግዛት ውስጥ የሶዲየም አቶሞች ነበር። በሌዘር pulse ሲፈነዳ በቫኩም ውስጥ ካለው ፍጥነት ጋር ሲነፃፀር የቡድን ፍጥነትን በ 20 ሚሊዮን ጊዜ የሚቀንሱ የኦፕቲካል ንብረቶችን ያገኛል. ፈታኞች የብርሃንን ፍጥነት ወደ 17 ሜትር በሰከንድ ማሳደግ ችለዋል!

የዚህን ልዩ ሙከራ ምንነት ከመግለጻችን በፊት፣ የአንዳንድ አካላዊ ጽንሰ-ሐሳቦችን ትርጉም እናስታውስ።

የቡድን ፍጥነት. ብርሃን በመካከለኛው ክፍል ውስጥ ሲሰራጭ ሁለት ፍጥነቶች ተለይተዋል-ክፍል እና ቡድን። ደረጃ የፍጥነት vf ሃሳባዊ monochromatic ማዕበል ያለውን እንቅስቃሴ ባሕርይ - አንድ ወሰንየለሺ ሳይን ማዕበል በጥብቅ አንድ ድግግሞሽ እና ብርሃን ስርጭት አቅጣጫ ይወስናል. በመካከለኛው ውስጥ ያለው የፍጥነት ፍጥነት ከደረጃ አመላካች ኢንዴክስ ጋር ይዛመዳል - እሴቶቹ ለተለያዩ ንጥረ ነገሮች የሚለኩበት ተመሳሳይ ነው። የፋዝ ሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ, እና ስለዚህ የደረጃ ፍጥነት, በሞገድ ርዝመት ይወሰናል. ይህ ጥገኛ መበታተን ይባላል; በተለይም በፕሪዝም ውስጥ ወደ ስፔክትረም የሚያልፍ ነጭ ብርሃን ወደ መበስበስ ይመራል.

ነገር ግን እውነተኛው የብርሃን ሞገድ በተወሰነ የእይታ ክፍተት ውስጥ የተከፋፈሉ የተለያዩ ድግግሞሾችን ስብስብ ያካትታል። እንዲህ ዓይነቱ ስብስብ የማዕበል ቡድን, የሞገድ ፓኬት ወይም የብርሃን ምት ይባላል. እነዚህ ሞገዶች በተበታተነው ምክንያት በተለያየ የደረጃ ፍጥነቶች በመሃል በኩል ይሰራጫሉ። በዚህ ሁኔታ, ግፊቱ ተዘርግቷል እና ቅርጹ ይለወጣል. ስለዚህ, የግፊት እንቅስቃሴን ለመግለጽ, የቡድን ሞገዶች በአጠቃላይ, የቡድን ፍጥነት ጽንሰ-ሀሳብ ገብቷል. በጠባብ ስፔክትረም እና በመካከለኛው ደካማ ስርጭት ውስጥ ብቻ ትርጉም ያለው ነው, የነጠላ ክፍሎቹ የፍጥነት ፍጥነቶች ልዩነት ትንሽ በሚሆንበት ጊዜ. ሁኔታውን የበለጠ ለመረዳት, ግልጽ የሆነ ተመሳሳይነት መስጠት እንችላለን.

እናስብ ሰባት አትሌቶች በመጀመርያው መስመር ላይ ተሰልፈው እንደ ስፔክትረም ቀለም የተለያየ ቀለም ያለው ማሊያ ለብሰው ቀይ፣ብርቱካንማ፣ቢጫ ወዘተ.በመጀመሪያው ሽጉጥ ምልክት በአንድ ጊዜ መሮጥ ሲጀምሩ “ቀይ " አትሌት "ከብርቱካን" በፍጥነት ይሮጣል, "ብርቱካን" ከ "ቢጫ" ወዘተ የበለጠ ፈጣን ነው, ስለዚህም ወደ ሰንሰለት ይዘረጋሉ, ርዝመቱ ያለማቋረጥ ይጨምራል. አሁን ሯጮችን መለየት ከማንችልበት ከፍታ ላይ ሆነው ከላይ እየተመለከትናቸው እንደሆነ አስብ፣ ነገር ግን በቀላሉ የማይንቀሳቀስ ቦታ ተመልከት። በአጠቃላይ የዚህን ቦታ የመንቀሳቀስ ፍጥነት ማውራት ይቻላል? ሊቻል ይችላል, ነገር ግን በጣም ብዥታ ካልሆነ ብቻ, የተለያየ ቀለም ያላቸው ሯጮች የፍጥነት ልዩነት አነስተኛ በሚሆንበት ጊዜ. አለበለዚያ ቦታው በመንገዱ በሙሉ ርዝመት ሊዘረጋ ይችላል, እና የፍጥነቱ ጥያቄ ትርጉሙን ያጣ ይሆናል. ይህ ከጠንካራ ስርጭት ጋር ይዛመዳል - ትልቅ የፍጥነት ስርጭት። ሯጮች ከሞላ ጎደል ተመሳሳይ ቀለም ያለው ማሊያ ከለበሱ፣ በጥላ ብቻ የሚለያዩ ከሆነ (ከጨለማ ቀይ እስከ ቀይ ቀይ) ይህ ከጠባብ ስፔክትረም ጉዳይ ጋር ይጣጣማል። ከዚያ የሯጮቹ ፍጥነት ብዙም አይለያዩም ፣ ቡድኑ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ በጣም የታመቀ ሆኖ የሚቆይ እና በጣም በተወሰነ የፍጥነት እሴት ሊታወቅ ይችላል ፣ እሱም የቡድን ፍጥነት ይባላል።

የ Bose-Einstein ስታቲስቲክስ። ይህ የኳንተም ስታቲስቲክስ ከሚባሉት ዓይነቶች አንዱ ነው - የኳንተም ሜካኒክስ ህጎችን የሚታዘዙ እጅግ በጣም ብዙ ቅንጣቶችን የያዙ ስርዓቶችን ሁኔታ የሚገልጽ ፅንሰ-ሀሳብ ነው።

ሁሉም ቅንጣቶች - ሁለቱም በአቶም ውስጥ የሚገኙት እና ነፃ የሆኑት - በሁለት ክፍሎች ይከፈላሉ. ለአንደኛው ፣ የፓውሊ ማግለል መርህ ትክክለኛ ነው ፣ በዚህ መሠረት በእያንዳንዱ የኃይል ደረጃ ከአንድ በላይ ቅንጣቶች ሊኖሩ አይችሉም። የዚህ ክፍል ቅንጣቶች ፌርሚዮን ይባላሉ (እነዚህ ኤሌክትሮኖች፣ ፕሮቶኖች እና ኒውትሮኖች ናቸው፣ ተመሳሳይ ክፍል ደግሞ ያልተለመዱ የፌርሚኖችን ቁጥር ያቀፈ ቅንጣቶችን ያጠቃልላል) እና የስርጭታቸው ህግ ፌርሚ-ዲራክ ስታቲስቲክስ ይባላል። የሌላ ክፍል ቅንጣቶች ቦሶን ይባላሉ እና የፓውሊ መርህን አይታዘዙ፡ ያልተገደበ ቁጥር ያላቸው ቦሶኖች በአንድ የኃይል ደረጃ ሊከማቹ ይችላሉ። በዚህ ጉዳይ ላይ ስለ Bose-Einstein ስታቲስቲክስ እንነጋገራለን. ቦሶኖች ፎቶኖች፣ አንዳንድ አጭር ጊዜ የሚቆዩ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች (ለምሳሌ ፒ-ሜሶን)፣ እንዲሁም እኩል ቁጥር ያላቸውን ፌርሚኖች ያካተቱ አቶሞችን ያካትታሉ። በጣም ዝቅተኛ በሆነ የሙቀት መጠን, ቦሶኖች በዝቅተኛው - በመሠረታዊ - የኃይል ደረጃ ይሰበሰባሉ; ከዚያም የ Bose-Einstein condensation ይከሰታል ይላሉ. የኮንደሰንት አተሞች ንብረታቸውን ያጣሉ፣ እና በሚሊዮን የሚቆጠሩት እንደ አንድ ባህሪ ማሳየት ይጀምራሉ፣ የሞገድ ተግባራቸው ይቀላቀላሉ፣ እና ባህሪያቸው በአንድ እኩልነት ይገለጻል። ይህ በሌዘር ጨረሮች ውስጥ እንደ ፎቶኖች ያሉ የኮንደንስሳቱ አቶሞች ወጥነት ኖረዋል ለማለት ያስችላል። የአሜሪካ ብሔራዊ የደረጃዎች እና ቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት ተመራማሪዎች ይህንን የ Bose-Einstein condensate ንብረት በመጠቀም “አቶሚክ ሌዘር” ለመፍጠር ተጠቅመውበታል (ሳይንስ እና ህይወት ቁጥር 10፣ 1997 ይመልከቱ)።

በራስ ተነሳሽነት ግልጽነት. ይህ የመስመር ላይ ያልሆኑ ኦፕቲክስ ውጤቶች አንዱ ነው - ኃይለኛ የብርሃን መስኮች ኦፕቲክስ. እሱ በጣም አጭር እና ኃይለኛ የብርሃን ምት የማያቋርጥ ጨረር ወይም ረጅም ምትን በሚወስድ መካከለኛ በኩል ሳይቀንስ የሚያልፍ መሆኑን ያካትታል፡- ግልጽ ያልሆነ መካከለኛ ለእሱ ግልጽ ይሆናል። በራስ ተነሳሽነት ግልጽነት በ 10-7 - 10-8 ሰከንድ እና በተጨመቀ ሚዲያ - ከ 10-11 ሰከንድ ባነሰ ጊዜ ውስጥ የልብ ምት ቆይታ ባለው ብርቅዬ ጋዞች ውስጥ ይታያል. በዚህ ሁኔታ የልብ ምት መዘግየት ይከሰታል - የቡድን ፍጥነቱ በጣም ይቀንሳል. ይህ ተፅእኖ ለመጀመሪያ ጊዜ በ 1967 በማክካል እና በካን በሩቢ በ 4 ኪ.ሜትር የሙቀት መጠን አሳይቷል. በ 1970 ከ pulse ፍጥነቶች ጋር የሚዛመዱ መዘግየቶች በቫኩም ውስጥ ካለው የብርሃን ፍጥነት ያነሰ ሶስት ትዕዛዞች (1000 ጊዜ) በሩቢዲየም ውስጥ ተገኝተዋል. ትነት.

አሁን ወደ 1999 ልዩ ሙከራ እንሸጋገር። የተካሄደው በሌን ቬስተርጋርድ ሃው፣ ዛካሪ ዱተን፣ ሳይረስ ቤሩሲ (ሮውላንድ ኢንስቲትዩት) እና ስቲቭ ሃሪስ (ስታንፎርድ ዩኒቨርሲቲ) ነው። ዝቅተኛው የኃይል መጠን ወደሆነው የመሬት ሁኔታ እስኪመለሱ ድረስ ጥቅጥቅ ያለ፣ መግነጢሳዊ በሆነ ሁኔታ የተያዘ የሶዲየም አተሞች ደመና ቀዘቀዙ። በዚህ ሁኔታ፣ መግነጢሳዊ ዲፖል አፍታ ከመግነጢሳዊ መስኩ አቅጣጫ ተቃራኒ የሆነ እነዚያ አተሞች ብቻ ተገለሉ። ተመራማሪዎቹ ደመናውን ከ 435 nK (nanokelvins, ወይም 0.0000000435 K, ፍፁም ዜሮ ማለት ይቻላል) አቀዘቀዙት.

ከዚህ በኋላ ኮንደንስቱ ከደካማ የመነሳሳት ሃይል ጋር በሚዛመደው ድግግሞሽ በተመጣጣኝ የፖላራይዝድ ሌዘር ብርሃን በ"ማጣመሪያ ጨረር" በራ። አተሞች ወደ ከፍተኛ የኃይል ደረጃ ተንቀሳቅሰዋል እና ብርሃን መሳብ አቆሙ. በውጤቱም, ኮንደንስቱ ለሚከተሉት የሌዘር ጨረሮች ግልጽ ሆነ. እና እዚህ በጣም እንግዳ እና ያልተለመዱ ውጤቶች ታዩ. መለኪያዎቹ እንደሚያሳዩት በአንዳንድ ሁኔታዎች በቦዝ-ኢንስታይን ኮንደንስቴሽን ውስጥ የሚያልፍ የልብ ምት ከሰባት በላይ የክብደት መጠን ከብርሃን ፍጥነት መቀነስ ጋር የሚዛመድ መዘግየት ያጋጥመዋል - 20 ሚሊዮን። የብርሃን ምት ፍጥነት ወደ 17 ሜትር / ሰ, እና ርዝመቱ ብዙ ጊዜ ቀንሷል - ወደ 43 ማይክሮሜትር.

ተመራማሪዎቹ የኮንደሳቴው ሌዘር ማሞቂያን በማስወገድ ብርሃኑን በበለጠ ፍጥነት መቀነስ እንደሚችሉ ያምናሉ - ምናልባት በሰከንድ ብዙ ሴንቲ ሜትር ፍጥነት።

እንደነዚህ ያሉ ያልተለመዱ ባህሪያት ያለው ስርዓት የቁሳቁሶችን የኳንተም ኦፕቲካል ባህሪያትን ለማጥናት ያስችላል, እንዲሁም ለወደፊቱ የኳንተም ኮምፒዩተሮች የተለያዩ መሳሪያዎችን ይፈጥራል, ለምሳሌ ነጠላ-ፎቶ መቀየሪያዎች.