|
5-6-rasm
Albert Eynshteynning nisbiylikning maxsus nazariyasi
Yigirma olti yoshli Albert Eynshteyn o‘sha zamon g‘oyalariga qarshi bo‘lgan, xususan Galileyning nisbiylik printsipini jiddiy ravishda buzgan makon va zamon tabiatiga mutlaqo yangi, har xil qarashlarni bildirdi. Eynshteynning so‘zlariga ko‘ra, Mishelson tajribasi ijobiy natijalar bermadi, chunki makon va vaqt shunday xususiyatlarga ega, yorug‘lik tezligi mutlaq qiymatga ega. Ya’ni, kuzatuvchining qaysi yo‘nalishda bo‘lishidan qat’iy nazar, unga nisbatan yorug‘lik tezligi har doim 300000 km/s ni tashkil qiladi. Bu yorug‘likka nisbatan tezlikni qo‘shishni qo‘llashning mumkin emasligiga olib keldi - yorug‘lik manbai qanday tezlikda harakat qilmasin, yorug‘lik tezligi o‘zgarmaydi (qo‘shish yoki olib tashlash). 1838-yilda fransuz fizigi va astronomi Dominik Fransua Jan Arago yorug‘lik tezligini hisoblash uchun aylanadigan oyna usulidan foydalanishni taklif qildi. Ushbu g‘oyani 1862-yilda yorug‘lik tezligining (298,000,000 ± 500,000) m/s qiymatini olgan fransuz fizigi, mexanik va astronomi Jan Bernard Leon Fuko hayotga tadbiq etdi.
1891-yilda amerikalik astronom Saymon Nyukomning natijasi Fukoning natijasidan kattaroq aniqlik darajasiga ega bo‘ldi. Uning hisob-kitoblari natijasida \u003d (99,810,000 ± 50,000) m/s.
Amerikalik fizik Albert Avraam Mishelsonning sakkizburchak oyna yordamida sozlashdan foydalangan izlanishlari yorug‘lik tezligini aniqroq aniqlash imkonini berdi. 1926 yilda olim yorug‘lik ikki tog‘ cho‘qqilari orasidagi masofani 35,4 km ga bosib o‘tgan vaqtni o‘lchadi va u003d (299,796,000 ± 4,000) m/s.
Eng aniq o‘lchov 1975 yilda amalga oshirildi. O‘sha yili Og‘irliklar va o‘lchovlar bo‘yicha Bosh konferentsiya yorug‘lik tezligini 299 792 458 ± 1,2 m/s ga teng deb hisoblashni tavsiya qildi.
Yorug‘lik tezligini nima aniqlaydi?
Vakuumdagi yorug‘lik tezligi na mos yozuvlar doirasiga, na kuzatuvchining holatiga bog‘liq emas. 299 792 458 ± 1,2 m/s ga teng bo‘lgan doimiy qiymat bo‘lib qoladi. Ammo turli xil shaffof ommaviy axborot vositalarida bu tezlik vakuumdagi tezligidan past bo‘ladi. Har qanday shaffof muhit optik zichlikka ega. Va u qanchalik baland bo‘lsa, yorug‘lik shunchalik sekin tarqaladi. Masalan, havodagi yorug‘lik tezligi suvdagi tezligidan yuqori, toza optik oynada esa suvga qaraganda kamroq.
Agar yorug‘lik kamroq zichroq muhitdan zichroqqa o‘tib ketsa, uning tezligi pasayadi. Va agar o‘tish zichroqdan kamroq zichroq muhitga o‘tadigan bo‘lsa, u holda tezlik, aksincha, oshadi. Bu nima uchun yorug‘lik nuri ikki muhit o‘rtasidagi chegarada og‘ishini tushuntiradi.
Rang, to‘lqin uzunligi va energiyadan qat’i nazar, yorug‘lik vakuumda aylanish tezligi doimiy bo‘lib qoladi. Bu makon va vaqtning joylashuvi yoki yo‘nalishlariga bog‘liq emas.
Olamda hech narsa vakuumdagi yorug‘likdan ko‘ra tezroq harakat qila olmaydi. Sekundiga 299 792 458 metr. Agar u katta zarracha bo‘lsa, u faqat bu tezlikka yaqinlashishi mumkin, ammo unga erisha olmaydi; agar u massasiz zarra bo‘lsa, u bo‘sh joyda bo‘layotgan bo‘lsa, u doimo shu tezlik bilan harakatlanishi kerak. Lekin buni qayerdan bilamiz va nega? Ushbu haftada bizning o‘quvchimiz yorug‘lik tezligi bilan bog‘liq uchta savolni so‘raydi:
Nega yorug‘lik tezligi cheklangan? Nega endi u shunchaki o‘zi? Nega tezroq va sekinroq emas?
XIX asrgacha bizda bu ma’lumotlarning tasdiqlanishi ham yo‘q edi.
7-rasm. Yorug‘lik prizmasidan o‘tishi va aniq ranglarga bo‘linishi.
Agar yorug‘lik suvdan, prizma yoki boshqa vositadan o‘tib ketsa, u turli xil ranglarga bo‘linadi. Qizil rang ko‘kning burchagida emas, shuning uchun kamalak kabi bir narsa paydo bo‘ladi. Buni ko‘rinadigan spektrdan tashqarida kuzatish mumkin; infraqizil va ultrabinafsha nurlar xuddi shunday harakat qilishadi. Agar muhitda yorug‘lik tezligi turli xil to‘lqin uzunliklari energiyalari uchun har xil bo‘lsa, bu mumkin. Vakuumda, har qanday vositadan tashqarida, barcha yorug‘lik bir xil cheklangan tezlik bilan harakat qiladi.
8-rasm. Yorug‘likni ranglarga ajratish to‘lqin uzunligiga qarab yorug‘likning turli tezliklari tufayli, muhit orqali sodir bo‘ladi.
Ular buni faqat XIX-asrning o‘rtalarida, fizik Jeyms Klerk Maksvell yorug‘likning haqiqatan nima ekanligini ko‘rsatganida: elektromagnit to‘lqinda. Maksvell dastlab elektrostatikaning mustaqil hodisalarini (statik zaryadlar), elektrodinamikani (harakatlanuvchi zaryadlar va toklarni), magnetostatikani (doimiy magnit maydonlarini) va magnitodinamikani (induktsiya qilingan toklar va o‘zgaruvchan magnit maydonlar) yagona platformaga qo‘ydi. Uni boshqaruvchi tenglamalar - Maksvellning tenglamalari bizga oddiy tuyulgan savolga javobni hisoblash imkonini beradi: elektr yoki magnit manbalaridan tashqarida bo‘sh joyda qanday elektr va magnit maydonlar mavjud bo‘lishi mumkin? Zaryadlarsiz va toklarsiz hech qanday qaror qabul qilish mumkin emas, ammo Maksvellning tenglamalari buning aksini isbotlaydi.
9-rasm. Uning yodgorligi orqa tomonidagi Maksvell tenglama plitasi.
Hech narsa - bitta mumkin bo‘lgan yechim; lekin yana bir narsa mumkin - o‘zaro perpendikulyar elektr va magnit maydonlar bir fazada tebranadi. Ular ma’lum bir amplituda. Ularning energiyasi dala salınımlarının chastotasi bilan belgilanadi. Ular ikkita doimiy tomonidan aniqlanadigan ma’lum bir tezlikda harakatlanadilar: va Ushbu doimiyliklar bizning koinotimizdagi elektr va magnit shovqinlarning kattaligini aniqlaydi. Olingan tenglama to‘lqinni tasvirlaydi. Va har qanday to‘lqin singari, u tezlikka ega, , bu c ga, vakuumdagi yorug‘lik tezligiga teng.
Do'stlaringiz bilan baham: |
