Сіз жарық жылдамдығының бүкіл ғаламдағы ең жылдам екенін бірнеше рет естігеніңіз анық. Физикадағы көптеген теориялар пайдаланады жарық жылдамдығы. Бұл физика мен астрономиядан бізге көмектескен ғылыми қоғамдастық белгілеген шара.
Бұл мақалада біз сізге жарық жылдамдығы, оның тарихы, сипаттамалары және оның не үшін арналғаны туралы білуіңіз керек барлық нәрсені айтып береміз.
Жарық жылдамдығы қандай
Жарық жылдамдығы – бұл ғылыми қауымдастық белгілеген өлшем және ол физикалық және астрономиялық ғылымдар салаларында кеңінен қолданылады. Жарық жылдамдығы жарықтың уақыт бірлігінде жүретін жолын көрсетеді.
Аспан денелерін, олардың қалай әрекет ететінін, электромагниттік сәулеленудің қалай таралатынын және жарықтың адам көзімен қалай қабылданатынын түсіну аспан денелерін зерттеу үшін өте маңызды.
Қашықтықты білсек, жарықтың жүруіне қанша уақыт кететінін айта аламыз. Мысалы, күн сәулесінің Жерге жетуіне шамамен 8 минут 19 секунд кетеді. Жарық жылдамдығы уақыт пен физикалық кеңістікте өзгермейтін әмбебап тұрақты деп саналады. Оның жылдамдығы секундына 299.792.458 1.080 XNUMX метрді немесе сағатына XNUMX XNUMX миллион шақырымды құрайды.
Бұл жылдамдық астрономияда кеңінен қолданылатын ұзындық бірлігі, жарық жылына қатысты, бұл жарықтың бір жылда өтетін қашықтығы. Біз енгізетін жарық жылдамдығы оның вакуумдегі жылдамдығы. Дегенмен, жарық су, шыны немесе ауа сияқты басқа орта арқылы таралады. Оның өтуі ортаның белгілі бір қасиеттеріне, мысалы, өткізгіштікке, магниттік өткізгіштікке және басқа электромагниттік қасиеттерге байланысты. Содан кейін физикалық аймақтар бар электромагниттік түрде оның тасымалдануын жеңілдетеді және басқалары оған кедергі келтіреді.
Жарықтың әрекетін түсіну астрономияны зерттеу үшін ғана емес, сонымен қатар Жерді айналып өтетін спутниктер сияқты нәрселерге қатысты физиканы түсіну үшін де маңызды.
Кейбір тарих
Гректер жарықтың пайда болуын бірінші болып жазды, олар оны түсіру үшін адамның көру қабілеті шығарылғанға дейін заттардан шыққан деп есептеді. Жарық XNUMX ғасырға дейін саяхаттамайды, керісінше өтпелі құбылыс ретінде қарастырылды. Алайда бұл тұтылу байқалғаннан кейін өзгерді. Жақында Галилео Галилей жарықпен жүріп өткен қашықтықтың «лезде болуына» күмән келтіретін белгілі бір тәжірибелер жүргізді.
Әртүрлі ғалымдар әртүрлі эксперименттер жасады, олардың кейбіреулері сәтті болды, ал кейбіреулері жоқ, бірақ осы ерте ғылыми дәуірде бұл физикалық зерттеулердің бәрі, тіпті олардың құралдары мен әдістері дәл емес және күрделі болса да, жарық жылдамдығын өлшеу мақсатын көздеді. Галилео Галилей бұл құбылысты өлшеуге арналған эксперименттерді бірінші болып жасады, бірақ ол жарықтың өту уақытын есептеуге көмектесетін нәтижелерге қол жеткізе алмады.
Оле Ромер 1676 жылы жарық жылдамдығын өлшеудің алғашқы әрекетін салыстырмалы түрде сәтті жасады. Планеталарды зерттей отырып, Ремер Юпитердің денесінен шағылған Жердің көлеңкесінен Жерден қашықтығы азайған сайын тұтылулар арасындағы уақыт қысқаратынын және керісінше екенін анықтады. Ол секундына 214.000 XNUMX шақырым жылдамдыққа ие болды, сол кездегі планеталық қашықтықтарды өлшеуге болатын дәлдік деңгейін ескере отырып, қолайлы көрсеткіш.
Содан кейін, 1728 жылы Джеймс Брэдли де жарық жылдамдығын зерттеді, бірақ жұлдыздардағы өзгерістерді бақылай отырып, ол Жердің күн айналасындағы қозғалысына байланысты орын ауыстыруды анықтады, одан ол секундына 301.000 XNUMX шақырымдық мәнді шығарды.
Өлшеу дәлдігін арттыру үшін әртүрлі әдістер қолданылды, мысалы, 1958 жылы ғалым Фрум секундына 299.792,5 XNUMX километр мәнді алу үшін микротолқынды интерферометрді қолданды., бұл ең дәл. 1970 жылдан бастап өлшемдердің сапасы үлкенірек қуатты және тұрақтылығы жоғары лазерлік құрылғылардың дамуымен және өлшемдердің дәлдігін жақсарту үшін цезий сағаттарын қолданумен сапалы түрде жақсарды.
Мұнда біз әртүрлі ортадағы жарық жылдамдығын көреміз:
- Бос – 300.000 XNUMX км/с
- Ауа – 2999,920 км/с
- Су – 225.564 XNUMX км/с
- Этанол – 220.588 XNUMX км/с
- Кварц – 205.479 XNUMX км/с
- Crystal Crown – 197,368 км/с
- Флинт кристалы: 186,335 XNUMX км/с
- Алмаз – 123,967 км/с
Жарық жылдамдығын білудің қандай пайдасы бар?
Физикада жарық жылдамдығы ғаламдағы жылдамдықтарды өлшеу және салыстыру үшін негізгі анықтама ретінде пайдаланылады. таралу жылдамдығы болып табылады электромагниттік сәулелену, соның ішінде көрінетін жарық, радиотолқындар, рентген сәулелері және гамма сәулелері. Бұл жылдамдықты сандық бағалау мүмкіндігі ғарыштағы қашықтық пен уақытты есептеуге мүмкіндік береді.
Жарық жылдамдығының физикада қалай қолданылатынының маңызды мысалы жұлдыздарды зерттеу болып табылады. Жұлдыз жарығы Жерге жету үшін шектеулі уақытты алатындықтан, біз жұлдызға қараған кезде біз өткенге қараймыз. Жұлдыз неғұрлым алыс болса, оның жарығы бізге соғұрлым ұзағырақ жетеді. Бұл қасиет бізге ғаламды оның тарихының әртүрлі кезеңдерінде зерттеуге мүмкіндік береді, өйткені біз миллиондаған, тіпті миллиардтаған жылдар бұрын пайда болған жұлдыздардың жарығын талдай аламыз.
Астрономияда жарық жылдамдығы ғарыштағы қашықтықты есептеу үшін өте маңызды. Жарық вакуумда шамамен секундына 299,792,458 XNUMX XNUMX метр тұрақты жылдамдықпен таралады. Бұл жарық жылдары тұжырымдамасын пайдалана отырып, алыс жұлдыздар мен галактикаларға дейінгі қашықтықты өлшеуге мүмкіндік береді. Жарық жылы - бұл жарықтың бір жылда жүретін қашықтығы және шамамен 9,461 триллион километрге тең. Бұл өлшем бірлігін пайдалана отырып, астрономдар алыстағы астрономиялық объектілерге дейінгі қашықтықты анықтай алады және ғаламның құрылымы мен масштабын жақсырақ түсіне алады.
Сондай-ақ жарық жылдамдығы Альберт Эйнштейннің салыстырмалылық теориясымен байланысты. Бұл теорияға сәйкес, жарық жылдамдығы барлық анықтамалық жүйелерде тұрақты, бұл уақыт пен кеңістікті түсінуімізге маңызды әсер етеді. Эйнштейннің арнайы және жалпы салыстырмалық теориясы біздің ғалам туралы түсінігімізде төңкеріс жасады және GPS сияқты технологиялардың дамуына әкелді.
Бұл ақпарат арқылы сіз жарық жылдамдығы мен оның сипаттамалары туралы көбірек біле аласыз деп үміттенемін.
Бірінші болып пікір айтыңыз