Seminar-11 reja: yorug’lik tezligini aniqlash usullari

3.Fizo usuli. Fransuz olimi Fizo (Arman Ippolit Lui Fizo 1819-1896) birinchi bo’lib yer sharoitida tajriba yo’li bilan yorug’lik tezligini o’lchadi. 1849 yilda u quyidagicha tajriba qildi. K – aylanuvchi tishli disk, k yassi ko’zgudan K diskgacha bo’lgan masofa L, S manbadan chiqayotgan yorug’lik ikkita tish orasidan o’tib ko’zguga tushadi va undan qaytib yana o’sha tishlar orasidan kuzatuvchi ko’ziga tushadi. Diskning aylanish tezligi shunday tanlanganki, yorug’lik L - masofaga borib kelguncha ya’ni 2L masofani bosib otguncha tish burilib saytgan yorug’likni to’sib qolishi kerak, shunda biz qaytgan yorug’likni ko’rmaymiz² (14.2-rasm).

14.2-rasm. Fizo tajribasining ko’rinishi.

Agar diskda m ta tish bo’lib, u 1 sekundda n – marta aylansa bitta tishning burilishi uchun ketgan vaqt t = sek. bo’ladi. Agar nur Ko’zgudan qaytib kelguncha tishning ochiq joyi to’g’ri kelib qolsa S ni doim ko’rib turamiz, tezlikni bo’yicha hisoblab, Fizo yorug’lik tezligi uchun s = 315000 km/sek qiymatga ega bo’ldi. Bu tajribada L = 7 km edi.

4.Fuko usuli. 1867 yili fransuz fizigi Jan Bernar Leon Fuko  yorug’lik tezligini aniqlashda aylanma ko’zgudan (sekundiga 512 marta aylanadi) foydalandi (14.3 - rasm). Aylanuvchi yassi ko’zgu, botiq ko’zgu. S – manbadan chiqayotgan nur yassi ko’zguga tushadi, undan botiq ko’zguga tushadi qaytadi va K dan qaytib S – da tasvir hosil bo’ladi.


14.3 – rasm. Fuko tajribasining ko’rinishi.
Ko’zguni sekin aylantirib optik moslama yordamida S manbaning tasvirini hisoblash mumkin. Ko’zguni tez aylantirilsa yorug’lik 2 a masofani bosib o’tgunga qadar ko’zgu biror  burchakka burilib qoladi. Natijada tasvir S¹ da hosil bo’ladi. SS¹ masofani mikrometr bilan o’lchanadi. Buning miqdoriga qarab burilish burchagi topiladi. Ko’zguning aylanish tezligini bilgan vaqtni hisoblash yo’li bilan Fuko s =298000 +-500 km/s ekanligini topdi.
5.Maykel’son usuli. 1932 yilda amerikalik olim Al’bert Abraxam Maykel’son – Fuko usulini ancha takomillashtirdi. U ishlatgan usulning prinsipial chizmasi quyidagicha (14.4-rasm). S – dan chiqayotgan nur 8 yoqli K- prizmatik ko’zguning biror yog’iga tushadi masalan: 1 yog’iga tushadi undan V ga va qaytib yassi O ga O dan qaytib S ga va yana prizmatik ko’zguning 3 yog’iga tushadi undan qaytib kuzatuvchi ko’ziga tushadi S ko’rinadi.
Agar hech qanday o’zgarish yuz bermasa bizga S doim ko’rinib turadi. 8 yoqli prizmatik ko’zguni shunday tezlik bilan aylantiriladiki, biz manbani doim ko’rib turadigan bo’laylik. Bu holda ko’zgudan chiqqan nur 2a masofani bosib o’tguncha ko’zgu 1/8 marta aylanadi, ya’ni 1 yog’i o’rniga 8 chi, 3 o’rniga 2 kelib qoladi. Maykel’son usulida a = 35,4 km ikki (Antonio va Vil’son tog’lari) tog’ oralig’i olingan va havoda s = 299796 = 4 km/sek. ekanini topdi.

14.4-rasm. Maykel’son tajribasi

1931 yilda Maykel’son tajribani takrorladi. Unda yorug’lik dastasi uzunligi 1,6 km va diametri 1 m bo’lgan po’lat truba ichida tarqaldi. Trubadagi havo 0,5 ‑ 5,5 mm.sim.ust. bosimigacha so’rib olindi. Ko’plab qaytishlar hisobiga 16 km uzunlikdagi optik yo’lni bosib o’tishga erishildi. Natija s=29974411 km/s ga teng bo’ldi. Fan va texnika uchun sonlar natijalari bo’yicha xalqaro ko’mitasining bosh assambleyasining qarori bilan ma’lum bo’lgan eksperimental natijalarni umumiylashtirib, vakuumdagi yorug’lik tezligini s = 2997924581,2 m/s deb qabul qilishga kelishilgan. 1983 yilda xalqaro kelishuvga asosan bir metr bu yorug’likning vakuumda 1/299792458 sekund ichida bosib o’tgan yo’lidir.

Асосий формулалар
Релятивистик ҳол учун Доплер эффекти

бунда v — кузатувчи қабул қиладиган электромагнит нурланишнинг частотаси; v₀— ҳаракатсиз манба чиқарадиган электро­магнит нурланишларнинг ҳусусий частотаси; β =υ/c — электро­магнит нурланиш манбаининг кузатувчига нисбатан тезлиги; с — электромагнит нурланишларнинг вакуумда тарқалиш тезлиги; θ — кузатувчига боғлиқ саноқ тизимида вектор билан кузатиш юналиши орасидаги бурчак.
Ёруғлик манбаи кузатувчи ва манбани туташтирувчи тўғри чизиқ бўйлаб ҳаракатланганида қуйидаги икки ҳол бўлиши мумкин:
а)манба кузатувчидан узоқлашади ( = 0)

б)манба кузатувчига яқинлашади ( )

Норелявистик ҳол учун Доплер эффекти

бунда ∆v- частотанинг ўзгариши (∆v=v-v₀).
Вавилов — Черенков эффекти. Зарядланган зарра бирор муҳитда ёруғликнинг шу муҳитдаги фазовий тезлигидан кўра каттароқ v тезлик билан ҳаракатланса, ёруғлик нурланиши вужудга келади. Бу ёруғлик зарра траекторияси билан ўткир бурчак ҳосил қиладиган юналишлар бўйлаб, яъни ўқи зарра тезлигининг юналиши билан мос келувчи конуснинг ясовчиси бўйлаб тарқалади. бурчак қуйидаги муносабатдан аниқланади:
ёкн ,
бунда n — зарядланган зарра ҳаракатланаётган муҳитнинг синди­риш кўрсаткичи