પ્રકાશની ગતિ

ચોક્કસ તમે એક કરતા વધુ વાર સાંભળ્યું હશે કે સમગ્ર બ્રહ્માંડમાં પ્રકાશની ગતિ સૌથી ઝડપી છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં મોટી સંખ્યામાં સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરે છે પ્રકાશ ગતિ. તે વૈજ્ઞાનિક સમુદાય દ્વારા સ્થાપિત માપદંડ છે જેણે અમને ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ખગોળશાસ્ત્રમાં મદદ કરી છે.

આ લેખમાં અમે તમને પ્રકાશની ગતિ, તેના ઇતિહાસ, લાક્ષણિકતાઓ અને તે શું છે તે વિશે તમારે જાણવાની જરૂર છે તે બધું જ જણાવવા જઈ રહ્યા છીએ.

પ્રકાશની ગતિ કેટલી છે

પ્રકાશની ગતિ એ વૈજ્ઞાનિક સમુદાય દ્વારા નિર્ધારિત એક માપ છે અને ભૌતિક અને ખગોળશાસ્ત્રીય વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રોમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. પ્રકાશની ગતિ એ અંતર દર્શાવે છે જે પ્રકાશ એકમ સમયમાં પ્રવાસ કરે છે.

અવકાશી પદાર્થોને સમજવું, તેઓ કેવી રીતે વર્તે છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન કેવી રીતે પ્રસારિત થાય છે અને માનવ આંખ દ્વારા પ્રકાશને કેવી રીતે સમજાય છે તે અવકાશી પદાર્થોના અભ્યાસ માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

જો આપણે અંતર જાણીએ, તો આપણે કહી શકીએ કે પ્રકાશને મુસાફરી કરવામાં કેટલો સમય લાગે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સૂર્યમાંથી પ્રકાશને પૃથ્વી પર પહોંચવામાં લગભગ 8 મિનિટ અને 19 સેકન્ડનો સમય લાગે છે. પ્રકાશની ગતિને સાર્વત્રિક અચળ, સમય અને ભૌતિક અવકાશમાં અપરિવર્તનશીલ ગણવામાં આવે છે. તેનું મૂલ્ય 299.792.458 મીટર પ્રતિ સેકન્ડ અથવા 1.080 મિલિયન કિલોમીટર પ્રતિ કલાક છે.

આ ઝડપ પ્રકાશ વર્ષ સાથે સંબંધિત છે, જે લંબાઈનો એક એકમ છે જેનો ખગોળશાસ્ત્રમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, જે એક વર્ષમાં પ્રકાશનું અંતર છે. પ્રકાશની ઝડપ જે આપણે રજૂ કરીએ છીએ તે વેક્યૂમમાં તેની ગતિ છે. જો કે, પ્રકાશ અન્ય માધ્યમો, જેમ કે પાણી, કાચ અથવા હવા દ્વારા પ્રવાસ કરે છે. તેનું પ્રસારણ માધ્યમના અમુક ગુણધર્મો પર આધાર રાખે છે, જેમ કે પરવાનગી, ચુંબકીય અભેદ્યતા અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ગુણધર્મો. પછી ભૌતિક પ્રદેશો છે જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિકલી તેની પરિવહનક્ષમતા અને અન્ય જે તેને અવરોધે છે તેની સુવિધા આપે છે.

પ્રકાશની વર્તણૂકને સમજવી એ માત્ર ખગોળશાસ્ત્રના અભ્યાસ માટે જ નહીં, પણ પૃથ્વીની પરિક્રમા કરતા ઉપગ્રહો જેવી બાબતોમાં સામેલ ભૌતિકશાસ્ત્રને સમજવા માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે.

કેટલાક ઇતિહાસ

ગ્રીક લોકો પ્રકાશની ઉત્પત્તિ લખનારા સૌપ્રથમ હતા, જે તેઓ માનતા હતા કે માનવ દ્રષ્ટિ તેને પકડવા માટે ઉત્સર્જિત કરવામાં આવે તે પહેલાં પદાર્થોમાંથી નીકળે છે.  પ્રકાશને XNUMXમી સદી સુધી મુસાફરી કરવાનું માનવામાં આવતું ન હતું, પરંતુ એક ક્ષણિક ઘટના તરીકે. જો કે, ગ્રહણ નિહાળ્યા બાદ આમાં ફેરફાર થયો હતો. તાજેતરમાં જ, ગેલિલિયો ગેલિલીએ કેટલાક પ્રયોગો હાથ ધર્યા હતા જેમાં પ્રકાશ દ્વારા મુસાફરી કરાયેલ અંતરની "ત્વરિતતા" પર પ્રશ્નાર્થ ઊભો થયો હતો.

વિવિધ વૈજ્ઞાનિકોએ વિવિધ પ્રયોગો કર્યા, કેટલાક નસીબદાર અને કેટલાક નહીં, પરંતુ આ પ્રારંભિક વૈજ્ઞાનિક યુગમાં, આ તમામ ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસોએ પ્રકાશની ગતિને માપવાના ધ્યેયને અનુસર્યો, પછી ભલે તેનાં સાધનો અને પદ્ધતિઓ અચોક્કસ હોય અને પ્રાથમિક બાબતો જટિલ હોય. ગેલિલિયો ગેલિલી આ ઘટનાને માપવા માટે પ્રયોગો કરનાર સૌપ્રથમ હતા, પરંતુ તેને એવા પરિણામો મળ્યા નથી જે પ્રકાશના સંક્રમણ સમયની ગણતરી કરવામાં મદદ કરે.

ઓલે રોમરે સાપેક્ષ સફળતા સાથે 1676માં પ્રકાશની ઝડપ માપવાનો પ્રથમ પ્રયાસ કર્યો હતો. ગ્રહોનો અભ્યાસ કરીને, રોમરે ગુરુના શરીરમાંથી પ્રતિબિંબિત પૃથ્વીના પડછાયામાંથી શોધ્યું કે પૃથ્વીથી અંતર ઘટવાથી ગ્રહણ વચ્ચેનો સમય ઓછો થાય છે અને તેનાથી ઊલટું. તેણે 214.000 કિલોમીટર પ્રતિ સેકન્ડનું મૂલ્ય મેળવ્યું, તે સમયે ગ્રહોના અંતરને માપી શકાય તેવા ચોકસાઇના સ્તરને જોતાં સ્વીકાર્ય આકૃતિ.

તે પછી, 1728 માં, જેમ્સ બ્રેડલીએ પણ પ્રકાશની ગતિનો અભ્યાસ કર્યો, પરંતુ તારાઓમાં થતા ફેરફારોનું અવલોકન કરીને, તેણે સૂર્યની આસપાસ પૃથ્વીની હિલચાલ સાથે સંકળાયેલ વિસ્થાપન શોધી કાઢ્યું, જેમાંથી તેણે 301.000 કિલોમીટર પ્રતિ સેકન્ડનું મૂલ્ય મેળવ્યું.

માપનની ચોકસાઈ સુધારવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, ઉદાહરણ તરીકે, 1958 માં વૈજ્ઞાનિક ફ્રોમ 299.792,5 કિલોમીટર પ્રતિ સેકન્ડનું મૂલ્ય મેળવવા માટે માઇક્રોવેવ ઇન્ટરફેરોમીટરનો ઉપયોગ કર્યો, જે સૌથી સચોટ છે. 1970 થી, વધુ ક્ષમતા અને વધુ સ્થિરતા સાથે લેસર ઉપકરણોના વિકાસ સાથે અને માપની ચોકસાઇ સુધારવા માટે સીઝિયમ ઘડિયાળોના ઉપયોગ સાથે માપની ગુણવત્તામાં ગુણાત્મક સુધારો થયો છે.

અહીં આપણે વિવિધ માધ્યમોમાં પ્રકાશની ગતિ જોઈએ છીએ:

• ખાલી – 300.000 km/s
• હવા - 2999,920 કિમી/સે
• પાણી - 225.564 કિમી/સે
• ઇથેનોલ - 220.588 કિમી/સે
• ક્વાર્ટઝ - 205.479 કિમી/સે
• ક્રિસ્ટલ ક્રાઉન - 197,368 કિમી/સે
• ફ્લિન્ટ ક્રિસ્ટલ: 186,335 કિમી/સે
• ડાયમંડ - 123,967 કિમી/સે

પ્રકાશની ગતિ જાણીને શું ફાયદો?

ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, બ્રહ્માંડમાં ઝડપને માપવા અને તેની તુલના કરવા માટે પ્રકાશની ઝડપનો ઉપયોગ મૂળભૂત સંદર્ભ તરીકે થાય છે. તે જે ઝડપે પ્રચાર કરે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન, જેમાં દૃશ્યમાન પ્રકાશ, રેડિયો તરંગો, એક્સ-રે અને ગામા કિરણોનો સમાવેશ થાય છે. આ ઝડપને માપવાની ક્ષમતા આપણને બ્રહ્માંડમાં અંતર અને સમયની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પ્રકાશની ઝડપનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે તેનું મહત્વનું ઉદાહરણ તારાઓના અભ્યાસમાં છે. કારણ કે તારા પ્રકાશને પૃથ્વી પર પહોંચવામાં મર્યાદિત સમય લાગે છે, જ્યારે આપણે તારાને જોઈએ છીએ ત્યારે આપણે ભૂતકાળમાં જોઈ રહ્યા છીએ. તારો જેટલો દૂર છે, તેનો પ્રકાશ આપણા સુધી પહોંચવામાં વધુ સમય લે છે. આ ગુણધર્મ આપણને બ્રહ્માંડના ઇતિહાસમાં જુદા જુદા સમયે તેની તપાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે, કારણ કે આપણે તારાઓના પ્રકાશનું વિશ્લેષણ કરી શકીએ છીએ જે લાખો અથવા તો અબજો વર્ષો પહેલા રચાયા હતા.

ખગોળશાસ્ત્રમાં, બ્રહ્માંડમાં અંતરની ગણતરી કરવા માટે પ્રકાશની ગતિ નિર્ણાયક છે. શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશ લગભગ 299,792,458 મીટર પ્રતિ સેકન્ડની સતત ગતિએ પ્રવાસ કરે છે. આનાથી આપણે પ્રકાશવર્ષની વિભાવનાનો ઉપયોગ કરીને દૂરના તારાઓ અને તારાવિશ્વોના અંતરને માપી શકીએ છીએ. પ્રકાશ વર્ષ એ અંતર છે જે પ્રકાશ એક વર્ષમાં પસાર કરે છે, અને લગભગ 9,461 ટ્રિલિયન કિલોમીટર જેટલું છે. માપનના આ એકમનો ઉપયોગ કરીને, ખગોળશાસ્ત્રીઓ દૂરના ખગોળીય પદાર્થોનું અંતર નક્કી કરી શકે છે અને બ્રહ્માંડની રચના અને સ્કેલને વધુ સારી રીતે સમજી શકે છે.

ઉપરાંત, પ્રકાશની ગતિ આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત સાથે સંબંધિત છે. આ સિદ્ધાંત મુજબ, તમામ સંદર્ભ ફ્રેમ્સમાં પ્રકાશની ગતિ સ્થિર છે, જે આપણે સમય અને અવકાશને જે રીતે સમજીએ છીએ તેના માટે મહત્વપૂર્ણ સૂચિતાર્થ છે. આઈન્સ્ટાઈનની વિશેષ અને સામાન્ય સાપેક્ષતાએ બ્રહ્માંડ વિશેની આપણી સમજણમાં ક્રાંતિ લાવી છે અને જીપીએસ જેવી ટેકનોલોજીના વિકાસ તરફ દોરી છે.

હું આશા રાખું છું કે આ માહિતી દ્વારા તમે પ્રકાશની ગતિ અને તેની લાક્ષણિકતાઓ વિશે વધુ જાણી શકશો.