Gjithçka rreth akordimit të makinave

Shpejtësia e dritës në vakum është afërsisht e barabartë. Nxjerrja e formulës për shpejtësinë e dritës. Kuptimi dhe koncepti

Njeriu ka qenë gjithmonë i interesuar për natyrën e dritës, siç dëshmohet nga mitet, legjendat, mosmarrëveshjet filozofike dhe vëzhgimet shkencore që kanë arritur tek ne. Drita ka qenë gjithmonë një arsye për diskutim midis filozofëve të lashtë, dhe përpjekjet për ta studiuar atë u bënë në kohën e shfaqjes së gjeometrisë Euklidiane - 300 vjet para Krishtit. Edhe atëherë, u diskutua për drejtësinë e përhapjes së dritës, barazinë e këndeve të rënies dhe reflektimit, fenomenin e përthyerjes së dritës dhe arsyet e shfaqjes së ylberit. Aristoteli besonte se shpejtësia e dritës është pafundësisht e madhe, që do të thotë, duke folur logjikisht, drita nuk është objekt diskutimi. Një rast tipik kur thellësia e një problemi është përpara epokës së të kuptuarit të përgjigjes.

Rreth 900 vjet më parë, Avicena sugjeroi se sado e lartë të jetë shpejtësia e dritës, ajo ende ka një vlerë të kufizuar. Jo vetëm ai e kishte këtë mendim, por askush nuk mundi ta vërtetonte eksperimentalisht. Gjeniu Galileo Galilei propozoi një eksperiment për të kuptuar problemin në mënyrë mekanike: dy njerëz që qëndrojnë disa kilometra larg njëri-tjetrit japin sinjale duke hapur grilën e një feneri. Sapo pjesëmarrësi i dytë sheh dritën nga feneri i parë, ai hap qepen e tij dhe pjesëmarrësi i parë regjistron kohën e marrjes së sinjalit të dritës së përgjigjes. Pastaj distanca rritet dhe gjithçka përsëritet. Pritej të regjistrohej rritja e vonesës dhe, mbi këtë bazë, të llogaritej shpejtësia e dritës. Eksperimenti përfundoi pa asgjë, sepse "gjithçka nuk ishte e papritur, por jashtëzakonisht e shpejtë".

I pari që mati shpejtësinë e dritës në vakum ishte astronomi Ole Roemer në 1676 - ai përfitoi nga zbulimi i Galileos: ai zbuloi në 1609 katër në të cilat, brenda gjashtë muajve, diferenca kohore midis dy eklipseve satelitore ishte 1320 sekonda. Duke përdorur informacionin astronomik të kohës së tij, Roemer mori një vlerë për shpejtësinë e dritës të barabartë me 222,000 km në sekondë. Ajo që ishte e mahnitshme ishte se vetë metoda e matjes ishte tepër e saktë - duke përdorur të dhënat tashmë të njohura për diametrin e Jupiterit dhe kohën e vonesës së errësimit të satelitit jep shpejtësinë e dritës në vakum, në nivelin e vlerave moderne. të marra me metoda të tjera.

Në fillim, kishte vetëm një ankesë për eksperimentet e Roemer - ishte e nevojshme të kryheshin matje duke përdorur mjete tokësore. Kaluan pothuajse 200 vjet dhe Louis Fizeau ndërtoi një instalim gjenial në të cilin një rreze drite reflektohej nga një pasqyrë në një distancë prej më shumë se 8 km dhe kthehej prapa. E bukura ishte se ajo kalonte mbrapa dhe mbrapa përgjatë rrugës nëpër zgavrat e rrotës së ingranazhit dhe nëse do të rritej shpejtësia e rrotullimit të timonit, do të vinte një moment kur drita nuk do të dukej më. Pjesa tjetër është çështje teknike. Rezultati i matjes është 312,000 km në sekondë. Tani shohim se Fizeau ishte edhe më afër të vërtetës.

Hapi tjetër në matjen e shpejtësisë së dritës u bë nga Foucault, i cili zëvendësoi rrotën e ingranazheve. Kjo bëri të mundur uljen e dimensioneve të instalimit dhe rritjen e saktësisë së matjes në 288,000 km në sekondë. Jo më pak i rëndësishëm ishte eksperimenti i kryer nga Foucault, në të cilin ai përcaktoi shpejtësinë e dritës në një medium. Për ta bërë këtë, një tub me ujë u vendos midis pasqyrave të instalimit. Në këtë eksperiment, u vërtetua se shpejtësia e dritës zvogëlohet kur ajo përhapet në një mjedis në varësi të indeksit të thyerjes.

Në gjysmën e dytë të shekullit të 19-të, erdhi koha e Michelson, i cili 40 vjet të jetës së tij i kushtoi matjeve në fushën e dritës. Kulmi i punës së tij ishte instalimi në të cilin ai mati shpejtësinë e dritës në vakum duke përdorur një tub metalik të evakuuar më shumë se një kilometra e gjysmë të gjatë. Një tjetër arritje themelore e Michelson ishte vërtetimi i faktit se për çdo gjatësi vale shpejtësia e dritës në vakum është e njëjtë dhe, si standard modern, është 299792458+/- 1.2 m/s. Matje të tilla janë kryer në bazë të vlerave të përditësuara të njehsorit të referencës, përcaktimi i të cilit është miratuar që nga viti 1983 si standard ndërkombëtar.

Aristoteli i mençur e kishte gabim, por u deshën gati 2000 vjet për ta vërtetuar atë.

> Shpejtësia e dritës

Zbuloni se cila shpejtësia e dritës në vakum është një konstante themelore në fizikë. Lexoni sa është shpejtësia e përhapjes së dritës m/s, ligjin, formulën e matjes.

Shpejtësia e dritës në vakum– një nga konstantet themelore në fizikë.

Objektivi mësimor

  • Krahasoni shpejtësinë e dritës me indeksin e thyerjes së mediumit.

Pikat kryesore

  • Treguesi maksimal i mundshëm i shpejtësisë së dritës është drita në vakum (e pandryshuar).
  • C është simboli i shpejtësisë së dritës në vakum. Arrin 299.792.458 m/s.
  • Kur drita hyn në një mjedis, shpejtësia e saj ngadalësohet për shkak të thyerjes. Llogaritur duke përdorur formulën v = c/n.

Kushtet

  • Shpejtësia e veçantë e dritës: harmonizimi i parimit të relativitetit dhe qëndrueshmërisë së shpejtësisë së dritës.
  • Indeksi i thyerjes është raporti i shpejtësisë së dritës në ajër/vakum ndaj një mediumi tjetër.

Shpejtësia e dritës

Shpejtësia e dritës vepron si një pikë krahasimi për të përcaktuar diçka si jashtëzakonisht të shpejtë. Por çfarë është ajo?

Rrezja e dritës lëviz nga Toka në Hënë në periudhën kohore të nevojshme për kalimin e një impulsi drite - 1.255 s në distancën mesatare orbitale

Përgjigja është e thjeshtë: ne po flasim për shpejtësinë e fotoneve dhe grimcave të dritës. Sa është shpejtësia e dritës? Shpejtësia e dritës në vakum arrin 299,792,458 m/s. Kjo është një konstante universale e zbatueshme në fusha të ndryshme të fizikës.

Le të marrim ekuacionin E = mc 2 (E është energji dhe m është masë). Është ekuivalenti i masës-energjisë, duke përdorur shpejtësinë e dritës për të lidhur hapësirën dhe kohën. Këtu mund të gjeni jo vetëm një shpjegim për energjinë, por edhe të identifikoni pengesat për shpejtësinë.

Shpejtësia e valës së dritës në vakum përdoret në mënyrë aktive për qëllime të ndryshme. Për shembull, teoria speciale e relativitetit thotë se ky është një kufi natyror i shpejtësisë. Por ne e dimë se shpejtësia varet nga mediumi dhe nga thyerja:

v = c/n (v është shpejtësia aktuale e dritës që kalon nëpër mjedis, c është shpejtësia e dritës në vakum dhe n është indeksi i thyerjes). Indeksi i thyerjes së ajrit është 1.0003, dhe shpejtësia e dritës së dukshme është 90 km/s më e ngadaltë se s.

Koeficienti i Lorencit

Objektet që lëvizin me shpejtësi tregojnë karakteristika të caktuara që bien ndesh me pozicionin e mekanikës klasike. Për shembull, kontaktet e gjata dhe koha po zgjerohen. Zakonisht këto efekte janë minimale, por janë më të dukshme me shpejtësi kaq të larta. Koeficienti i Lorencit (γ) është faktori ku ndodh zgjerimi i kohës dhe tkurrja e gjatësisë:

γ = (1 - v 2 /c 2) -1/2 γ = (1 - v 2 /c 2) -1/2 γ = (1 - v 2 /c 2) -1/2.

Me shpejtësi të ulët v 2 /c 2 i afrohet 0, dhe γ afërsisht = 1. Megjithatë, kur shpejtësia i afrohet c, γ rritet në pafundësi.

Drita ka zënë gjithmonë një vend të rëndësishëm në mbijetesën e njerëzve dhe krijimin e tyre të qytetërimit të zhvilluar që shohim sot. Gjatë gjithë historisë së zhvillimit njerëzor, shpejtësia e dritës 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 si është përhapja e dritës në media të ndryshme. Rëndësia më e 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 luan një rol kyç në fizikën moderne, 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 kryen 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 përhapjes së dritës (SLP) ka karakteristikat e mëposhtme:

  • është konstante;
  • është e pandryshueshme;
  • ajo është e paarritshme;
  • 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 shpejtësinë e 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, pasi kemi mësuar se çfarë treguesi dixhital ka shpejtësia e dritës në vakum, do të jemi në gjendje të kuptojmë se me çfarë shpejtësie maksimale të mundshme mund 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 së lëvizjes së valëve elektromagnetike. Është interesante që drita shfaqet njëkohësisht si grimca elementare (fotone) dhe një valë. Kjo rrjedh nga teoria e valëve të grimcave. Sipas tij, në situata të caktuara drita sillet si grimcë, e në të tjera si valë.

Në këtë pikë kohore, përhapja e dritës në hapësirë ​​(vakum) konsiderohet një konstante themelore, e cila nuk varet nga zgjedhja e kornizës së referencës inerciale të përdorur. Kjo vlerë i referohet konstanteve themelore fizike. Në këtë rast, vlera e SRS në përgjithësi karakterizon vetitë themelore të gjeometrisë së hapësirë-kohës.
Konceptet moderne karakterizojnë SPC 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 shpërndarjen e dritës në universin tonë. Atëherë besohej se kjo ishte një vlerë e pafund. Vlerësimi i parë i fenomenit fizik të shpejtësisë së dritës u dha nga Olaf Roemer vetëm në vitin 1676. Sipas llogaritjeve të tij, përhapja e dritës ishte afërsisht 220 mijë km/s.

Shënim! Olaf Roemer dha një vlerë të përafërt, por, siç doli më vonë, jo shumë e largët nga ajo realja.

Vlera e saktë për shpejtësinë me të cilën drita udhëton në vakum u përcaktua vetëm gjysmë shekulli pas Olaf Roemer. Këtë mund ta bënte fizikani francez A.I.L. Fizeau, duke kryer një eksperiment të veçantë.

Eksperimenti i Fizeau

Ai ishte në gjendje të matë këtë fenomen fizik duke matur kohën që i duhej një rrezeje për të udhëtuar në një zonë specifike dhe të matur saktësisht.
Përvoja dukej kështu:

  • burimi S lëshonte një fluks të ndritshëm;
  • reflektohej nga pasqyra (3);
  • pas kësaj, rrjedha e dritës u ndërpre duke përdorur një disk të dhëmbëzuar (2);
  • pastaj kaloi bazën, distanca e së cilës ishte 8 km;
  • Pas kësaj, fluksi i dritës u reflektua nga pasqyra (1) dhe u kthye në disk.

Gjatë eksperimentit, fluksi i dritës ra në hapësirat midis dhëmbëve të diskut dhe mund të vëzhgohej përmes okularit (4). Fizeau përcaktoi kohën e kalimit të rrezes me shpejtësinë e rrotullimit të diskut. Si rezultat i këtij eksperimenti, ai mori vlerën c = 313300 km/s.
Por ky nuk është fundi i hulumtimit që i është kushtuar kësaj çështjeje. Formula përfundimtare për llogaritjen e konstantës fizike u shfaq falë shumë shkencëtarëve, përfshirë Albert Einstein.

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 është paraqitur 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 shfaqen prova reale se transmetimi i sinjalit është i mundur me shpejtësi që tejkalojnë SPC 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 specifikuara posaçërisht, është e mundur të monitorohet shfaqja e shpejtësive superluminale. Gjëja interesante është se në këtë rast nuk cenohet teoria e relativitetit.

Pse nuk mund të lëvizni më shpejt se drita

Sot ka disa gracka në këtë çështje. Për shembull, pse nuk mund të kapërcehet konstanta CPC në kushte normale? Sipas teorisë së pranuar, në këtë situatë do të cenohet parimi themelor i strukturës së botës sonë, përkatësisht ligji i kauzalitetit. Ai argumenton se një efekt, sipas përkufizimit, nuk është i aftë të kalojë përpara shkakut të tij. E thënë figurativisht, nuk mund të ndodhë që fillimisht ariu të bjerë i vdekur dhe vetëm atëherë të dëgjohet krisma e gjahtarit që e qëlloi. Por nëse SRS tejkalohet, atëherë ngjarjet duhet të fillojnë të ndodhin në rend të kundërt. Si rezultat, koha do të fillojë të ecë prapa.

Pra, sa është shpejtësia e përhapjes së një rreze drite?

Pas studimeve të shumta që u kryen për të përcaktuar vlerën e saktë të asaj që është CPC, u morën shifra specifike. Sot c = 1,079,252,848.8 kilometra/orë ose 299,792,458 m/s. dhe në njësitë Planck ky parametër përkufizohet si unitet. Kjo do të thotë që 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 për vlerën e një konstante

Por në fizikë, për një mënyrë më të thjeshtë për të zgjidhur problemet, 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 në spektrin e 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 asaj të dritës, u mor duke studiuar rrezet 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, treguesi i tij aktual mund të ndryshojë në varësi të frekuencave.

Si të llogaritet vlera e një konstante themelore

Sot, ekzistojnë metoda të ndryshme për përcaktimin e CPC. 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 SRS në ajër dhe në vakum janë pothuajse të njëjtë. Dhe është më pak se uji me rreth 25%.

Për të llogaritur sasinë e përhapjes së rrezes së dritës, përdorni formulën e mëposhtme.

Formula për llogaritjen e shpejtësisë së dritës

Kjo formulë është e përshtatshme për llogaritjet në 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, ky do të jetë një zbulim i jashtëzakonshëm!

Si të zgjidhni dhe instaloni sensorë të volumit për kontrollin automatik të dritës
Furnizimet me energji të rregullueshme të transistorit të bërë në shtëpi: montim, aplikim praktik

(përfshirë dritën); një nga fondet fizike i përhershëm; paraqet shpejtësinë maksimale të përhapjes së çdo fizike. ndikimet (shih Teoria e relativitetit) dhe është i pandryshueshëm gjatë kalimit nga një sistem referimi në tjetrin.

S. s. në mjedis me" varet nga indeksi i thyerjes n i mediumit, i cili është i ndryshëm për frekuenca të ndryshme v ( Shpërndarja e dritës):. Kjo varësi çon në ndryshim shpejtësia e grupit nga shpejtësia e fazës dritë në mjedis, nëse nuk po flasim për monokromatike. drita (për rrezatimin diellor në vakum këto dy sasi përkojnë). Duke përcaktuar eksperimentalisht me", mat gjithmonë grupin S. s. ose të ashtuquajturat shpejtësia e sinjalit ose shpejtësia e transferimit të energjisë, vetëm në disa raste të veçanta. rastet jo të barabarta me grupin e parë.

Për herë të parë S. s. përcaktuar në 1676 nga O. Ch Roemer nga ndryshimi në intervalet kohore midis eklipseve të satelitëve të Jupiterit. Në 1728 u themelua nga J. Bradley, bazuar në vëzhgimet e tij të devijimit të dritës së yjeve. Në 1849, A.I.L Fizeau ishte i pari që mati S. s. deri në kohën kur i duhet dritës për të kaluar një distancë të njohur saktësisht (bazë); Meqenëse indeksi i thyerjes së ajrit ndryshon shumë pak nga 1, matjet në tokë japin një vlerë shumë afër c. Në eksperimentin e Fizeau, një rreze drite nga një burim S(Fig. 1), reflektuar nga një pasqyrë e tejdukshme N, ndërprerë periodikisht nga një disk me dhëmbë rrotullues W, kaloi bazën MN(rreth 8 km) n, e reflektuar nga pasqyra M, u kthye në disk. Kur godet një dhëmb, drita nuk arrinte te vëzhguesi dhe drita që binte midis dhëmbëve mund të vëzhgohej përmes okularit. E. Bazuar në shpejtësitë e njohura të rrotullimit të diskut, u përcaktua koha që iu desh dritës për të kaluar nëpër bazë. Fizeau mori vlerën c = 313300 km/s Në vitin 1862, J. B. L. Foucault zbatoi idenë e shprehur në 1838 nga D. Arago, duke përdorur një pasqyrë me rrotullim të shpejtë (512 rpm). Duke reflektuar nga pasqyra, rrezja e dritës u drejtua në bazë dhe pas kthimit ra përsëri në të njëjtën pasqyrë, e cila kishte kohë të rrotullohej përmes një këndi të vogël të caktuar (Fig. 2). Me një bazë prej vetëm 20 m, Foucault zbuloi se S. s. e barabartë me 298000 500 km/s. Skemat dhe bazat Idetë e eksperimenteve të Fizeau dhe Foucault u përdorën në mënyrë të përsëritur në veprat e mëvonshme mbi përkufizimin e S. s. Marrë nga A. Michelson (shih. Përvoja e Michelson) në vitin 1926, vlera e km/s ishte atëherë më e sakta dhe u përfshi në ndërkombëtare. tabelat fizike sasive

Oriz. 1. Përcaktimi i shpejtësisë së dritës me metodën Fizeau.

Oriz. 2. Përcaktimi i shpejtësisë së dritës me metodën e pasqyrës rrotulluese (metoda Foucault): S - burim drite; R - pasqyrë me rrotullim të shpejtë; C është një pasqyrë konkave fikse, qendra e së cilës përkon me boshtin e rrotullimit R (prandaj, drita e reflektuar nga C gjithmonë bie përsëri në R); M-pasqyrë e tejdukshme; L - lente; E - okular; RC - distanca (baza) e matur me saktësi. Vija me pika tregon pozicionin R, i cili ka ndryshuar gjatë kohës që drita përshkon shtegun RC dhe mbrapa, dhe shtegun e kundërt të rrezes së rrezeve përmes thjerrëzës L, e cila mbledh rrezen e reflektuar në pikën S", dhe jo përsëri. në pikën S, siç do të ishte rasti me një pasqyrë të palëvizshme L. Dritat e shpejtësisë vendosen duke matur zhvendosjen SS".

Matjet e S. s. në shekullin e 19-të luajti një rol të madh në, duke konfirmuar më tej teorinë e valës së dritës. Një krahasim i S. s i bërë nga Foucault në 1850. e njëjta frekuencë v në ajër dhe ujë tregoi se shpejtësia në ujë është në përputhje me parashikimin e teorisë së valës. U krijua gjithashtu një lidhje midis optikës dhe teorisë së elektromagnetizmit: mati S. s. përkoi me shpejtësinë e el-magn. valët e llogaritura nga raporti el-magnetik. dhe el-statike. njësi të energjisë elektrike ngarkuar [eksperimentet e W. Weber dhe F. Kohlrausch në 1856 dhe matje të mëvonshme më të sakta nga J. C. Maxwell]. Kjo rastësi ishte një nga pikat fillestare për krijimin e magnetit elektrik nga Maxwell në 1864-73. teoritë e dritës.

Në moderne matjet e S. s. përdoret i modernizuar. Metoda Fizeau (metoda e modulimit) me zëvendësimin e një rrote ingranazhi me një interferencë el-optike, ., ose të tjera. një tjetër modulator i dritës që ndërpret ose dobëson plotësisht rrezen e dritës (shih Modulimi i dritës Marrësi i rrezatimit është një fotocelë ose tub fotoshumëzues.Aplikacion lazer si një burim drite, modulator tejzanor me stabilizues. frekuenca dhe rritja e saktësisë së matjes së gjatësisë bazë bënë të mundur reduktimin e gabimeve në matje dhe marrjen e një vlere km/s. Përveç matjeve të drejtpërdrejta të S. s. bazuar në kohën e kalimit të një baze të njohur, përdoren gjerësisht metoda indirekte, duke dhënë saktësi më të madhe. Pra, duke përdorur fshesa me korrent me mikrovalë. [TE. Froome (K. Froome), 1958] në një gjatësi vale rrezatimi = 4 cm, është marrë vlera km/s. S. s përcaktohet me një gabim edhe më të vogël. si herësi i pjesëtimit të gjetur në mënyrë të pavarur dhe v atomike ose molekulare vijat spektrale. K. Evenson dhe bashkëpunëtorët e tij në 1972 mbi standardin e frekuencës së ceziumit (shih Standardet e frekuencës kuantike) gjeti frekuencën e rrezatimit të lazerit CH 4 me një saktësi deri në shifrën e 11-të, dhe duke përdorur standardin e frekuencës së kriptonit - gjatësinë e valës së tij (afërsisht 3,39 μm) dhe mori ± 0,8 m/s. Me vendim të Asamblesë së Përgjithshme të Komitetit Ndërkombëtar për të Dhënat Numerike për Shkencën dhe Teknologjinë - KODATA (1973), i cili analizoi të gjitha të dhënat e disponueshme, besueshmërinë dhe gabimin e tyre, S. f. në vakum konsiderohet të jetë e barabartë me 299792458 ±1.2 m/s.

Matja më e saktë e c-së është jashtëzakonisht e rëndësishme jo vetëm në çështjet e përgjithshme teorike. plani dhe për të përcaktuar vlerën e të tjera fizike. sasive, por edhe për qëllime praktike. qëllimet. Këto përfshijnë, në veçanti, përcaktimin e distancave bazuar në kohën e udhëtimit të sinjaleve të radios ose dritës brenda radar, rreze optike, rreze drite, në sistemet e gjurmimit satelitor etj.

Lit.: Vafiadi V. G., Popov Yu. Shpejtësia e dritës dhe rëndësia e saj në shkencë dhe teknologji, Minsk, 1970; Taylor W., Parker W., Langenberg D., Fundamental Constants and Quantum, përkth. nga anglishtja, M., 1972. A. M. Bonch-Bruevich.

Shpejtësia e dritës në media të ndryshme ndryshon ndjeshëm. Vështirësia është se syri i njeriut nuk e sheh atë në të gjithë gamën spektrale. Natyra e origjinës së rrezeve të dritës i ka interesuar 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 me formula matematikore vetitë e dritës dhe trajektoren e lëvizjes së saj. u bë i njohur 2 mijë vjet pas hulumtimit të parë.

Çfarë është fluksi i dritës?

Një rreze drite është një valë elektromagnetike e kombinuar me fotone. Fotonet kuptohen si 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 dritës transferohet në hapësirë ​​në formën e një rreze me një seksion kryq të vogël. Metoda e lëvizjes në hapësirë ​​është nxjerrë nga metoda gjeometrike. Ky është një rreze drejtvizore, e cila, në kufi me media të ndryshme, fillon të thyhet, duke formuar një trajektore lakuar. Shkencëtarët kanë vërtetuar se shpejtësia maksimale krijohet në një vakum në mjedise të tjera, shpejtësia e lëvizjes mund të ndryshojë ndjeshëm. Shkencëtarët kanë zhvilluar një sistem në të cilin një rreze drite dhe një vlerë e prejardhur janë ato kryesore për nxjerrjen dhe leximin e njësive të caktuara SI.

Disa fakte historike

Rreth 900 vjet më parë, Avicena sugjeroi që, pavarësisht nga vlera nominale, shpejtësia e dritës ka një vlerë të fundme. Galileo Galilei u përpoq të llogariste në mënyrë eksperimentale shpejtësinë e dritës. Duke përdorur dy elektrik dore, eksperimentuesit u përpoqën të masin kohën gjatë së cilës një rreze drite nga një objekt do të ishte e dukshme për një tjetër. Por një eksperiment i tillë doli të ishte i pasuksesshëm. Shpejtësia ishte aq e madhe saqë ata nuk ishin në gjendje të zbulonin kohën e vonesës.

Galileo Galilei vuri re se Jupiteri kishte një interval midis eklipseve të katër satelitëve të tij prej 1320 sekondash. Bazuar në këto zbulime, në vitin 1676, astronomi danez Ole Roemer llogariti shpejtësinë e përhapjes së një rreze drite si 222 mijë km/sek. Në atë kohë, kjo matje ishte më e sakta, por nuk mund të verifikohej me standardet tokësore.

Pas 200 vjetësh, Louise Fizeau ishte në gjendje të llogaritte në mënyrë eksperimentale shpejtësinë e një rreze drite. 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 rritjen e shpejtësisë së rrotës, lindi një moment kur mekanizmi i marsheve bllokoi rrezen. Kështu, shpejtësia e rrezes u vendos në 312 mijë 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 afër standardit modern dhe arriti në 288 mijë metra në sekondë. Foucault bëri përpjekje për të llogaritur shpejtësinë e dritës në një mjedis të huaj, duke përdorur ujin si bazë. Fizikani arriti në përfundimin se kjo vlerë nuk është konstante dhe varet nga karakteristikat e thyerjes në një mjedis të caktuar.

Një vakum është një hapësirë ​​pa lëndë. Shpejtësia e dritës në vakum në sistemin C përcaktohet me shkronjën latine C. Është e paarritshme. Asnjë artikull nuk mund të mbingarkohet në një vlerë të tillë. Fizikanët mund të imagjinojnë vetëm se çfarë mund të ndodhë me objektet nëse ato përshpejtohen në një masë të tillë. Shpejtësia e përhapjes së një rreze drite ka karakteristika konstante, ajo është:

  • konstante dhe përfundimtare;
  • e paarritshme dhe e pandryshueshme.

Njohja e kësaj konstante na lejon të llogarisim shpejtësinë maksimale me të cilën objektet mund të lëvizin në hapësirë. Sasia 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 aktuale është marrë përmes matjeve laboratorike dhe llogaritjeve matematikore. Ajo 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 për zgjidhjen e problemeve. Është marrë një tregues i barabartë me 3,108 m/s.

Valët e dritës në spektrin e dukshëm të njeriut dhe valët e rrezeve X mund të përshpejtohen në lexime që i afrohen shpejtësisë 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, dhe në ajër do të varet nga temperatura dhe presioni në kohën e llogaritjeve.

Të gjitha llogaritjet u kryen 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 dhe sistemi do të prishet. Koha do të fillojë të numërojë mbrapsht, duke prishur rendin e ngjarjeve.

Përkufizimi i njehsorit rrjedh nga shpejtësia e një rreze drite. Kuptohet si zona që një rreze drite arrin të udhëtojë në 1/299792458 të sekondës. Ky koncept nuk duhet të ngatërrohet me standardin. Standardi i njehsorit është një pajisje teknike speciale me bazë kadmiumi me hije që ju lejon të shihni fizikisht një distancë të caktuar.