Fizeoning o'lchovi quyidagi fikrga asoslanadi


Download 210.9 Kb.
bet4/4
Sana14.01.2022
Hajmi210.9 Kb.
#337064
1   2   3   4
Bog'liq
1849 yilda frantsuz fizigi Armand Fizeau quyidagi rasmda ko
Abdumannopov, jismoniy tarbiya nazariyasi va metodikasi predmeti, Elektr maydon kuchlanganlik vektorining oqimi. Gauss teoremasi v, 2-Mavzu, Оlimpiada informatika 2106-2020 yildagi materiallar
Bu kosmetik ufqlardan olingan parcha: "  Kesish qirrasida astronomiya" , Stiven Soter va Nil deGrasse Tayson tomonidan tahrirlangan, New Press nashri. © 2000 Amerika tabiiy tarix muzeyi. 

Yorug'lik tajribasining bir tomonlama tezligi

E. D. Grivz, a) An Mishel Rodrigez, b) va J. Ruis-Kamacho

Departamento de Fisica, Universidad Simon Bolivar, Apartado 89000, Karakas 1080 A, Venesuela

(2008 yil 8-dekabrda qabul qilingan; 2009 yil 9-iyunda qabul qilingan)

Yorug'lik tezligini bir tomonlama o'lchashni amalga oshirish maqsadga muvofiqligini ko'rsatadigan yaqinda taklif qilingan tajriba parvoz texnikasi vaqtidan foydalangan holda amalga oshirildi. Bitta osilator amplitudasi masofani sensordan o'tkazib yuboradigan He-Ne lazer nurini modulyatsiya qiladi. Chiqish signali koaksiyal kabel orqali raqamli osiloskopga qaytadi, bu erda mos yozuvlar va sensor signallari orasidagi fazalar farqi yorug'lik bosib o'tgan masofaga qarab o'lchanadi. Natijalar, qabul qilingan $ c $ qiymatining 0,4% atrofida, bir yo'nalishda harakatlanadigan yorug'lik tezligini o'lchashning maqsadga muvofiqligini isbotlaydi. © 2009 Amerika fizika o'qituvchilari assotsiatsiyasi.

[DOI: 10.1119 / 1.3160665]

I. KIRISH

Yorug'lik tezligini bir yo'nalishda o'lchash mumkinmi yoki yo'qligi to'g'risida juda uzoq tortishuvlar bo'lgan.1-4 1908 yilda Eynshteynning Sommerfeld5 ga yozgan maktubidagi dalil muammoga xarakterli murojaat qiladi. Maxsus nisbiylikning ikkinchi postulatining 6,7 ta'kidlaganidek, bir tomonlama tezlikni o'lchashning maqsadga muvofiqligi haqida savol 6,7 yorug'lik tezligi universal doimiydir. Yorug'lik tezligining fazoviy anizotropiyasini izlash kerak degan taklif bilan nisbiylikni sinash yoki eski efir kontseptsiyasini izlash munozaralarni kuchaytirdi.8 Mishelson-Morli tajribasida9 interferometr ishlatilgan, u erda yorug'lik nurlari ikkitada taqqoslangan. moda moda. Ushbu muhim eksperimentni tanqid qiluvchilar o'lchovning ikki tomonlama xususiyati uning salbiy natijalariga sabab bo'lishi mumkinligini ta'kidladilar. Oddiy masofa va vaqt o'lchovlari soat sinxronizatsiyasining argumentlari bilan shubha ostiga olinadi.10 Eynshteynning ikkita A va B soatlari uchun sinxronlash protsedurasi markaziy nuqtadan ikkita soatga bir vaqtning o'zida yorug'lik signalini yuborishdir.11 Biroq, bir vaqtning o'zida ushbu operatsion ta'rifi yorug'likni taxmin qiladi har ikki yo'nalishda ham bir xil tezlikda harakatlanadi. Demak, soat sinxronizatsiyasi yorug'likning bir tomonlama tezligini o'lchash mumkin bo'lmagan miqdor deb da'vo qilish uchun ishlatilgan, adabiyotdagi fizik bo'lmagan bayonotlarga 8,12 olib keladi.13 Sinash uchun mo'ljallangan yorug'lik tezligining o'lchovlari. mumkin kosmik anizotropiyalar uchun14 amalga oshirildi va ular ikki tomonlama o'lchovlarni o'z ichiga olgan holda tanqid qilindi. Shubhasiz, ular Eynshteynning sinxronizatsiya jarayoniga tayanilsa, mantiqiy asosga ega emaslar. Ac / c <3 X 10-9 nurlarining bir tomonlama tezligining izotropiyasiga sezgirligini talab qiladigan hisobotlarda paradoksal ravishda qarshi ishlaydigan lazer nurlari ishlatiladi.15 Yorug'lik tezligini bir yo'nalishda, A dan B gacha, sinxronizatsiya muammosidan qochish uchun faqat bitta soatdan foydalanadigan, B ga etib kelgan vaqt haqidagi ma'lumotni A ga qaytarishni talab qiladi, mexanik, bog'langan, aylanadigan, ochilgan disklar, Fizeo tipidagi bir tomonlama yorug'lik tajribasi Marinov16 tomonidan ijro etilgan va taniqli ravishda kosmik anizo-tropiyaning dalillarini ko'rsatgan. Yaqinda DeWitte tomonidan efirning siljishini taniqli muvaffaqiyatli aniqlandi.17 Yorug'likning bir tomonlama tezligini 18 19 o'lchash bo'yicha keyingi urinishlar rejalashtirilmoqda. ,

Ushbu maqolada biz kosmik izotropiya yoki uni aniqlash muammosiga murojaat qilmaymiz. Yaqinda taklif qilingan20 yorug'lik tezligining bir tomonlama o'lchovlarini amalga oshirishning qulayligini namoyish etadigan sodda talabalar tajribasi haqida xabar beramiz. Bu yaqinda Aoki va Mitsui tomonidan bildirilgan bir xil oddiy stol usti tajribasining o'zgarishi. 21 Bu farq shundaki, bu yorug'lik tezligini ikki tomonlama o'lchovidir.

II. Eksperimentning tavsifi

Taklifni Ref-da ko'rib chiqamiz. 20. Eksperiment - bu zamonaviy tadqiqotchilar22 masofani o'lchash tartibi o'zgarishi. Asbob He-Ne lazeridan (o'zgaruvchan lazer, Metrologic, ML869 modeli) ko'rinadigan to'lqin uzunlikdagi yorug'lik nurini uzatadi, unga taxminan 1 MGts modulyatsiya signali qo'llaniladi. Nur amplituda modulyatsiyalangan. Geodimetrda (o'zgarishsiz) yorug'lik nuri asbobga qaytariladigan uzoq nuqtada oynaga yo'naltiriladi. Yorug'lik fotosensor tomonidan qabul qilinadi va elektr signaliga aylantiriladi va uzatilgan mos yozuvlar bilan qabul qilingan signallar orasidagi o'zgarishlar farqi raqamli osiloskopda o'lchanadi (Tektronix, TDS 210 modeli). Os-siloskop o'rtacha 128 ta supurib yuborishi mumkin, shunda yorug'lik yo'lidagi tebranishlar asosan yumshatilishi mumkin. Yorug'lik vaqti



grafik 1. (a) Yorug'likning bir tomonlama tezligini aniqlash uchun tajribaning sxematik diagrammasi. (b) Yorug'likni o'lchashning bir tomonlama tezligi mumkin bo'lsa, kutilgan natijalar eskizi .



grafik 2. Osiloskopda o'lchov kursorlarini (chiziqli chiziqlarni) ko'rsatadigan to'lqin shakllari. Faza burchagi o'zgarishlari T va TB oraliqlari qiymatlaridan chiqarildi.

yo'l, asbobdagi uzatilgan modulyatsiya qilingan signal va yorug'lik sensori qabul qilgan signal o'rtasidagi o'zgarishlar farqini o'lchash orqali amalga oshiriladi.

1-grafikda ko'rsatilgan tajribamiz yorug'lik sezgichiga oynaga qarab siljishi uchun uzun koaksial kabelni (23,73 m, 50 P) qo'shishdan iborat. Oyna eksperimentni cheklangan hajmdagi laboratoriyada o'tkazish uchun ishlatilgan. Masofa L1, L2, L3, ... qiymatlariga qisqartirilib, oyna holatiga etib boradi va keyin L4, L5, .... pozitsiyalarida lazer tomon harakatlanadi. Tc = 79 ns. Demak, o'lchangan fazalar farqi yorug'lik yo'lini manbadan sensorga o'tishda vaqtni kechiktirishga (parvoz vaqtiga), shuningdek, uzoq simi va aniqlash elektronikasidagi sobit kechikishga bog'liq bo'ladi. Bunday faza farqlariga mos keladigan umumiy vaqt kechikishlari T1, T2, T3, .... bo'lsin, Ti o'lchov vaqtlari funktsiyasi sifatida Li umumiy masofalarining grafigi qanday ko'rinishga ega? T1, T2, T3, ... vaqtlari tengmi yoki yorug'lik o'tadigan yo'lning qisqarishi tufayli kamayadimi?

Yorug'lik nurlari bosib o'tgan umumiy masofaning funktsiyasi sifatida o'lchangan vaqtlarning grafigi yorug'lik tezligiga teng bo'lgan nishab bilan to'g'ri chiziq bo'lishi kerak. Sensor oyna holatiga kelganda, yorug'lik sensori tomon bir tomonlama masofani bosib o'tdi. Ushbu kechikish vaqtlari va bosib o'tgan masofalarning o'lchovlari yorug'likning bir tomonlama tezligini berishi kerak.



Li, L2, L3, ... turli masofalarga mos keladigan o'zgarishlar o'zgarishlari osiloskopda mos yozuvlar kursorini sig-nal mos yozuvlar osilatori y = 0 o'qini kesadigan joyga qo'yish orqali o'lchandi. Osiloskop ushbu signal bilan qo'zg'atildi, shunda bu kursor holati barqaror edi. T1, T2, T3, ... faza farqlariga mos keladigan vaqt kechikishlarining o'zgarishi osiloskopda sensorli signal mos yozuvlar kursorining har ikki tomonida y = 0 o'qi, T va TB ni kesib o'tadigan ikkita nuqtada o'lchandi (qarang. Shakl. 2).

grafik 3. Lazer-sensordan masofalar mos yozuvlar va sensor signallari orasidagi kechikish vaqtining funktsiyasi sifatida. 0,005 m masofadagi xatolik chiziqlari ko'rinmaydi. Chiziqli moslikning nishabligi yorug'lik tezligini beradi. (a) TA ma'lumotlari. (b) sil kasalligi to'g'risidagi ma'lumotlar.

Har bir Li pozitsiyasida 5 minut davomida beshta mustaqil o'lchov o'tkazildi va o'rtacha hisoblandi. Faza farqi 4 ns vaqtni aniqlaydi. Faza farqi kamayib borayotganligi sababli o'lchovlardan biri (2-grafikdagi T) monotonik ravishda ko'paymoqda, ikkinchisi (2-grafikdagi TB) monotonik ravishda kamayadi. Ma'lumotlarni qisqartirish o'zboshimchalik bilan 400 ns qiymatidan ortib borayotgan qiymatlarning sub-tortilishini o'z ichiga olgan (I-jadvalda TA = 400-T). Li masofalari 30 metrli plastik lenta o'lchovi bilan tozalangan, ± 5 mm qiymatdagi xatolarga ega va biroz tasma osilganligi sababli sistematik ravishda kattaroqdir.

III. Natija

Faza o'zgarishlarining o'lchangan qiymatlari I-jadvalda ko'rsatilgan va 3-grafikda chizilgan. Ikkala ma'lumot to'plamiga chiziqli moslik yorug'lik tezligining o'lchovlari bo'lgan o'xshash qiyaliklarni berdi. Ikkala ma'lumot to'plamida ham 0.998 ga teng bo'lgan korrelyatsiya koeffitsienti R bilan juda mos edi. Egri chiziqlar mos ravishda A va B ma'lumotlar to'plamlari uchun 2,4% va 2,8% xatolarga ega. Demak, olingan c qiymatlari eksperimental xato ichidagi o'zgaruvchan qiymat bilan mos keladi. Ikkala o'lchovning o'rtacha qiymati, 3.009 ˑ 108 m / s, qabul qilingan c = 2.9979ˑ108 m / s qiymatidan 0.4% bilan farq qiladi, bu juda uzoq masofani o'lchashni hisobga olgan holda ajablanarli darajada aniq.

IV. Munozara va xulosalar



Barcha vaqt o'lchovlari yorug'lik o'tadigan masofaning bir uchida amalga oshirildi. Garchi biz ikkita soatni ishlatgan bo'lsak ham (lazer nurini modulyatsiya qiluvchi osilator va osiloskopning chastotasini aniqlaydigan os¬silator), ular masofani bir chetida nur o'tkazadigan joyda joylashgan. Shuning uchun ularni sinxronlashtirishga yoki bitta soatdan foydalanishga to'sqinlik qiladigan hech qanday sabab yo'q.

Tajriba shuni ko'rsatadiki, o'quv laboratoriyasida yorug'lik tezligini bir tomonlama o'lchash mumkin. Tajribaning aniqligi yuqori chastotali osilator va masofani ehtiyotkorlik bilan aniqlash bilan sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin. 30 gigagertsli chastota km masofalar uchun milimetrik hisoblash tezligi aniq geodimetr o'lchov asboblarida, 22 va 60 MGts esa qulayroq bo'lgan o'quv tajribasida qo'llaniladi.23
Download 210.9 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2022
ma'muriyatiga murojaat qiling