O‘zbekiston respublikasi xalq ta’limi vazirligi navoiy davlat pedagogika instituti fizika- matematika fakulteti

2. Yorug‘lik tezligining aniqlash usullari.

Ko‘pchilik, momaqaldiroq paytida chaqmoq chaqmoq bilan momaqaldiroq sadosi o‘rtasida kechikish borligiga e'tibor qaratdi. Chaqnoq, qoida tariqasida, bizga tezroq etib boradi. Bu shuni anglatadiki, u tovushdan yuqori tezlikka ega. Buning sababi nimada? Yorug‘lik tezligi nima va u qanday o‘lchanadi?

Ilk olimlar bu qiymatni o‘lchashga harakat qilishdi. Turli xil usullar ishlatilgan. Antik davrda ilm-fan odamlari uni cheksiz deb hisoblashgan, shuning uchun uni o‘lchash mumkin emas. Bu fikr uzoq vaqt, 16-17 asrga qadar saqlanib qoldi. O‘sha kunlarda boshqa olimlar paydo bo‘lishdi, ular nurning oxiri borligini va bu tezlikni o‘lchash mumkinligini aytishdi.

3-rasm

Daniyalik taniqli astronom Olaf Roemer yorug‘lik tezligi haqidagi bilimlarni yangi darajaga olib chiqdi. U Yupiterning oy tutilishi kech bo‘lganini payqadi. Ilgari, hech kim bunga e'tibor bermadi. Shunday qilib, u tezlikni hisoblashga qaror qildi.

Yorug‘lik tezligi - yorug‘lik vaqt birligiga ketadigan masofa. Ushbu qiymat yorug‘likning qaysi moddada tarqalishiga bog‘liq.

Vakuumda yorug‘lik tezligi 299 792 458 m / s ni tashkil qiladi. Bu erishish mumkin bo‘lgan eng yuqori tezlik. Maxsus aniqlikni talab qilmaydigan muammolarni hal qilishda bu qiymat 300 000 000 m / s ga teng bo‘ladi. Vakuumda yorug‘lik tezligida elektromagnit nurlanishning barcha turlari tarqaladi: radio to‘lqinlar, infraqizil nurlanish, ko‘rinadigan yorug‘lik, ultrabinafsha nurlanish, rentgen nurlari, gamma nurlanish. Uni harf bilan belgilang.

4-rasm

Qadimgi davrlarda olimlar yorug‘lik tezligi cheksizdir deb ishonishgan. Keyinchalik ilmiy jamoalarda ushbu masala bo‘yicha muhokamalar boshlandi. Kepler, Dekart va Fermat qadimgi olimlarning fikri bilan rozi. Ammo Galiley va Xuk, yorug‘lik tezligi juda yuqori bo‘lishiga qaramay, u hali ham cheklangan qiymatga ega ekanligiga ishonishdi.

Yorug‘lik tezligini o‘lchashga birinchilardan bo‘lib italyan olimi Galileo Galiley murojaat qildi. Tajriba paytida u va uning yordamchisi turli tepaliklarda bo‘lishgan. Galiley lampani ochdi. O‘sha paytda, yordamchi bu chiroqni ko‘rganida, u o‘zining chiroqchasi bilan xuddi shunday harakatlarni bajarishi kerak edi. Yorug‘lik Galileydan yordamchiga va aksincha, uning yoniga o‘tgan vaqt shunchalik qisqa bo‘lganki, Galiley yorug‘lik tezligi juda yuqori ekanligini anglab etdi va uni shu qadar qisqa masofada o‘lchash mumkin emas, chunki yorug‘lik deyarli bir zumda yuradi. Va u yozgan vaqt faqat odamning reaktsiyasini ko‘rsatadi.

Ilk bor yorug‘lik tezligini 1676 -yilda daniyalik astronom Olaf Romer astronomik masofalardan foydalanib aniqlagan. Teleskop yordamida Yupiterning sun'iy yo‘ldoshi tutilishini kuzatib, u Yer Yupiterdan uzoqlashganda, har bir tutilish hisoblanganidan keyinroq sodir bo‘lishini aniqladi. Yer Quyoshdan narigi tomonga siljib, Yupiterdan Yer orbitasining diametriga teng masofada uzoqlashganda maksimal kechikish 22 soatni tashkil qiladi. O‘sha paytda Erning aniq diametri ma'lum emas edi, ammo olim uning taxminiy qiymatini 22 soatga ajratdi va soatiga taxminan 220.000 km qiymatga ega bo‘ldi.

Romer tomonidan olingan natija olimlar orasida ishonchsizlikni keltirib chiqardi. Ammo 1849 yilda fransuz fizigi Arman Hippolitus Lui Fizayo yorug‘lik tezligini aylanuvchi tortish usuli yordamida o‘lchadi. Uning tajribasida, manba yorug‘ligi aylanadigan g‘ildirak tishlari orasidan o‘tib, oynaga yo‘naltirilgan. Undan o‘ylanib, u qaytib keldi. G‘ildirak tezligi oshdi. U ma'lum bir qiymatga yetganda, oynada aks ettirilgan nur harakatlanuvchi tish bilan kechiktirildi va kuzatuvchi o‘sha paytda hech narsa ko‘rmadi.

Mishelning tajribasi - yorug‘likning mutlaq tezligi

Fizika asosan Galiley nisbiylik printsipini hisobga olgan holda qurilgan, unga ko‘ra mexanika qonunlari har qanday tanlangan inersial yo‘nalishda bir xil ko‘rinishga ega. Shu bilan birga, tezliklar qo‘shilishiga ko‘ra - tarqalish tezligi manbaning tezligiga bog‘liq bo‘lishi kerak edi. Biroq, bu holda, elektromagnit to‘lqin Galiley nisbiylik printsipini buzadigan mos yozuvlar ramkasini tanlashga qarab boshqacha harakat qiladi. Shunday qilib, aftidan yaxshi tuzilgan Maksvell nazariyasi xavfli holatda edi.

Tajribalar shuni ko‘rsatdiki, yorug‘lik tezligi haqiqatan ham manbaning tezligiga bog‘liq emas, ya'ni bunday g‘alati haqiqatni tushuntirib beradigan nazariya zarur. O‘sha davrdagi eng yaxshi nazariya "eter" nazariyasi edi - yorug‘lik havoda tovush singari tarqaladigan bir xil muhit. Keyin yorug‘lik tezligi manba tezligiga emas, balki vositaning o‘zi - eterning o‘ziga xos xususiyatlariga qarab belgilanadi.

Eterni aniqlash uchun ko‘plab tajribalar o‘tkazildi, ularning eng mashhuri amerikalik fizik Albert Mishelsonning tajribasi. Qisqasi, Yerning kosmosda harakatlanishi ma'lum. Keyin u efir orqali ham harakat qiladi, deb taxmin qilish mantiqan to‘g‘ri, chunki eterning Yerga to‘liq bog‘lanishi nafaqat xudbinlikning eng yuqori darajasi, balki biron bir narsadan kelib chiqishi mumkin emas. Agar Yer yorug‘lik tarqaladigan ma'lum bir muhit orqali harakat qilsa, unda tezliklar qo‘shilishi haqida taxmin qilish mantiqan to‘g‘ri keladi. Ya'ni, yorug‘likning tarqalishi eter orqali uchadigan Yerning harakat yo‘nalishiga bog‘liq bo‘lishi kerak. O‘z tajribalari natijasida Mishelson Yerning ikki tomonida yorug‘lik tarqalish tezligi o‘rtasida farq topmadi. Ushbu muammoni gollandiyalik fizik Xendrik Lorenz yechishga harakat qildi. Uning taxminiga ko‘ra, "efir shamoli" tanaga shunday ta'sir ko‘rsatganki, ular hajmini harakat yo‘nalishi bo‘yicha kamaytirgan. Ushbu taxminga asoslanib, Yer ham, Mishelson ham ushbu Lorentts qisqarishini boshdan kechirgan, natijada Albert Mishelson yorug‘likni ikkala yo‘nalishda ham bir xil tezlikka erishgan. Garchi Lorenz eter nazariyasining o‘limini kechiktirishdan bir oz uzoqroq bo‘lsa ham, ammo olimlar bu nazariya "chalg‘itilgan" deb hisoblashgan. Shunday qilib, eter bir qator "ajoyib" xususiyatlarga ega bo‘lishi kerak edi, shu jumladan vaznsizlik va harakatlanuvchi jismlarga qarshilik yo‘qligi.

Eter tarixining oxiri 1905 yilda va "Harakatlanuvchi jismlarning elektrodinamikasi to‘g‘risida" maqolasi nashr etilishi bilan boshlandi, o‘sha paytgacha juda kam ma'lum bo‘lgan - Albert Eynshteyn.