હવામાં પ્રકાશની ગતિ કેટલી છે? વિચિત્ર કણો - ફોટોન

એપિગ્રાફ
શિક્ષક પૂછે છે: બાળકો, વિશ્વની સૌથી ઝડપી વસ્તુ શું છે?
તનેચકા કહે છે: સૌથી ઝડપી શબ્દ. મેં હમણાં જ કહ્યું, તમે પાછા આવશો નહીં.
વનેચકા કહે છે: ના, પ્રકાશ સૌથી ઝડપી છે.
મેં સ્વીચ દબાવતાં જ રૂમમાં તરત જ રોશની થઈ ગઈ.
અને વોવોચકા ઑબ્જેક્ટ્સ: વિશ્વમાં સૌથી ઝડપી વસ્તુ ઝાડા છે.
હું એકવાર એટલો અધીરો હતો કે મેં એક શબ્દ પણ ન બોલ્યો
મારી પાસે કંઈ કહેવાનો કે લાઈટ ચાલુ કરવાનો સમય નહોતો.

શું તમે ક્યારેય વિચાર્યું છે કે શા માટે આપણા બ્રહ્માંડમાં પ્રકાશની ગતિ મહત્તમ, મર્યાદિત અને સ્થિર છે? આ એક ખૂબ જ રસપ્રદ પ્રશ્ન છે, અને તરત જ, એક બગાડનાર તરીકે, હું તેના જવાબનું ભયંકર રહસ્ય આપીશ - કોઈને બરાબર શા માટે ખબર નથી. પ્રકાશની ઝડપ લેવામાં આવે છે, એટલે કે. માનસિક રીતે સ્વીકાર્યુંસતત માટે, અને આ ધારણા પર, તેમજ સંદર્ભના તમામ જડતા ફ્રેમ્સ સમાન છે તે વિચાર પર, આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈને સાપેક્ષતાનો તેમનો વિશેષ સિદ્ધાંત બનાવ્યો, જે સો વર્ષથી વૈજ્ઞાનિકોને ગુસ્સે કરી રહ્યો છે, જે આઈન્સ્ટાઈનને તેમની જીભને વળગી રહેવાની મંજૂરી આપે છે. તેણે સમગ્ર માનવતા પર જે ડુક્કરનું વાવેતર કર્યું હતું તેના પરિમાણો પર તેની કબરમાં મુક્તિ અને સ્મિત સાથે વિશ્વની બહાર.

પરંતુ શા માટે, વાસ્તવમાં, તે આટલું સતત, આટલું મહત્તમ અને એટલું અંતિમ છે, ત્યાં કોઈ જવાબ નથી, આ માત્ર એક સ્વયંસિદ્ધ છે, એટલે કે. વિશ્વાસ પર લેવામાં આવેલ નિવેદન, અવલોકનો અને સામાન્ય સમજ દ્વારા પુષ્ટિ થયેલ છે, પરંતુ તાર્કિક રીતે અથવા ગાણિતિક રીતે ક્યાંયથી કપાતપાત્ર નથી. અને સંભવ છે કે તે એટલું સાચું નથી, પરંતુ હજી સુધી કોઈ પણ અનુભવ સાથે તેનું ખંડન કરી શક્યું નથી.

આ બાબત પર મારા પોતાના વિચારો છે, તેના પર પછીથી વધુ, પરંતુ હમણાં માટે, ચાલો તેને સરળ રાખીએ, તમારી આંગળીઓ પર™હું ઓછામાં ઓછા એક ભાગનો જવાબ આપવાનો પ્રયત્ન કરીશ - પ્રકાશની ગતિનો અર્થ "સતત" શું છે.

ના, જો તમે પ્રકાશની ઝડપે ઉડતા રોકેટમાં હેડલાઈટ ચાલુ કરશો તો શું થશે તે અંગેના વિચાર પ્રયોગોથી હું તમને કંટાળીશ નહીં, વગેરે, તે હવે થોડો વિષય છે.

જો તમે સંદર્ભ પુસ્તક અથવા વિકિપીડિયામાં જુઓ છો, તો શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિને મૂળભૂત ભૌતિક સ્થિરાંક તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે બરાબર 299,792,458 m/s બરાબર. ઠીક છે, એટલે કે, આશરે કહીએ તો, તે લગભગ 300,000 કિમી/સેકંડ હશે, પરંતુ જો બરાબર બરાબર- 299,792,458 મીટર પ્રતિ સેકન્ડ.

એવું લાગે છે કે આવી ચોકસાઈ ક્યાંથી આવે છે? કોઈપણ ગાણિતિક અથવા ભૌતિક સ્થિરાંક, ગમે તે હોય, પાઈ પણ, પ્રાકૃતિક લઘુગણકનો આધાર પણ ઇ, ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિર G, અથવા પ્લાન્કનો સ્થિરાંક પણ h, હંમેશા કેટલાક સમાવે છે દશાંશ બિંદુ પછીની સંખ્યાઓ. Pi માં, આ દશાંશ સ્થાનોમાંથી લગભગ 5 ટ્રિલિયન હાલમાં જાણીતા છે (જોકે માત્ર પ્રથમ 39 અંકોનો જ કોઈ ભૌતિક અર્થ છે), ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંકને આજે G ~ 6.67384(80)x10 -11 તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, અને સતત પ્લેન્ક h~ 6.62606957(29)x10 -34 .

શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ છે સરળ 299,792,458 m/s, એક સેન્ટિમીટર વધુ નહીં, નેનોસેકન્ડ ઓછું નહીં. આ ચોકસાઈ ક્યાંથી આવે છે તે જાણવા માગો છો?

તે બધું પ્રાચીન ગ્રીક લોકોથી હંમેશની જેમ શરૂ થયું. વિજ્ઞાન, જેમ કે, શબ્દના આધુનિક અર્થમાં, તેમની વચ્ચે અસ્તિત્વમાં ન હતું. પ્રાચીન ગ્રીસના ફિલસૂફોને ફિલસૂફ કહેવામાં આવતા હતા કારણ કે તેઓએ પ્રથમ તેમના માથામાં કેટલીક વાહિયાત શોધ કરી હતી, અને પછી, તાર્કિક તારણો (અને કેટલીકવાર વાસ્તવિક ભૌતિક પ્રયોગો) નો ઉપયોગ કરીને, તેઓએ તેને સાબિત કરવાનો અથવા ખોટી સાબિત કરવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો. જો કે, વાસ્તવિક જીવનના ભૌતિક માપન અને અસાધારણ ઘટનાઓનો ઉપયોગ તેમના દ્વારા "દ્વિતીય-વર્ગ" પુરાવા તરીકે ગણવામાં આવતો હતો, જેની તુલના માથામાંથી સીધા મેળવેલા પ્રથમ-વર્ગના તાર્કિક નિષ્કર્ષ સાથે કરી શકાતી નથી.

પ્રકાશની પોતાની ગતિના અસ્તિત્વ વિશે વિચારનાર પ્રથમ વ્યક્તિ ફિલોસોફર એમ્પીડોકલ્સ માનવામાં આવે છે, જેમણે જણાવ્યું હતું કે પ્રકાશ ચળવળ છે, અને ચળવળમાં ગતિ હોવી આવશ્યક છે. તેને એરિસ્ટોટલ દ્વારા વાંધો ઉઠાવવામાં આવ્યો હતો, જેમણે દલીલ કરી હતી કે પ્રકાશ એ ફક્ત પ્રકૃતિમાં કોઈ વસ્તુની હાજરી છે, અને તે બધુ જ છે. અને કંઈપણ ક્યાંય ખસતું નથી. પરંતુ તે કંઈક બીજું છે! યુક્લિડ અને ટોલેમી સામાન્ય રીતે માનતા હતા કે પ્રકાશ આપણી આંખોમાંથી બહાર આવે છે, અને તે પછી વસ્તુઓ પર પડે છે, અને તેથી આપણે તેને જોઈએ છીએ. ટૂંકમાં, એ જ પ્રાચીન રોમનો દ્વારા તેઓ જીતી ન જાય ત્યાં સુધી પ્રાચીન ગ્રીક લોકો જેટલા મૂર્ખ હતા.

મધ્ય યુગમાં, મોટાભાગના વૈજ્ઞાનિકો માનતા હતા કે પ્રકાશના પ્રસારની ઝડપ અનંત છે, તેમાંના ડેકાર્ટેસ, કેપ્લર અને ફર્મેટ હતા.

પરંતુ કેટલાક, ગેલિલિયો જેવા, માનતા હતા કે પ્રકાશની ગતિ છે અને તેથી માપી શકાય છે. ગેલિલિયોનો પ્રયોગ, જેણે દીવો પ્રગટાવ્યો અને ગેલિલિયોથી કેટલાક કિલોમીટર દૂર સ્થિત સહાયકને પ્રકાશ આપ્યો, તે વ્યાપકપણે જાણીતો છે. પ્રકાશ જોયા પછી, સહાયકે તેનો દીવો પ્રગટાવ્યો, અને ગેલિલિયોએ આ ક્ષણો વચ્ચેના વિલંબને માપવાનો પ્રયાસ કર્યો. સ્વાભાવિક રીતે, તે સફળ થયો ન હતો, અને અંતે તેણે તેના લખાણોમાં લખવાની ફરજ પડી હતી કે જો પ્રકાશની ગતિ હોય, તો તે અત્યંત ઊંચી છે અને માનવ પ્રયત્નો દ્વારા માપી શકાતી નથી, અને તેથી તેને અનંત ગણી શકાય.

પ્રકાશની ગતિનું પ્રથમ દસ્તાવેજીકૃત માપ 1676 માં ડેનિશ ખગોળશાસ્ત્રી ઓલાફ રોમરને આભારી છે. આ વર્ષ સુધીમાં, તે જ ગેલિલિયોના ટેલિસ્કોપથી સજ્જ ખગોળશાસ્ત્રીઓ, ગુરુના ઉપગ્રહોનું સક્રિયપણે નિરીક્ષણ કરી રહ્યા હતા અને તેમના પરિભ્રમણ સમયગાળાની ગણતરી પણ કરી રહ્યા હતા. વૈજ્ઞાનિકોએ નક્કી કર્યું છે કે ગુરુની સૌથી નજીકનો ચંદ્ર, Io, આશરે 42 કલાકનો પરિભ્રમણ સમયગાળો ધરાવે છે. જો કે, રોમરે નોંધ્યું કે ક્યારેક Io ગુરુની પાછળથી અપેક્ષા કરતાં 11 મિનિટ વહેલો દેખાય છે, અને ક્યારેક 11 મિનિટ પછી. જેમ તે બહાર આવ્યું છે, Io તે સમયગાળામાં અગાઉ દેખાય છે જ્યારે પૃથ્વી, સૂર્યની આસપાસ ફરતી, લઘુત્તમ અંતરે ગુરુની નજીક આવે છે, અને જ્યારે પૃથ્વી ભ્રમણકક્ષાની વિરુદ્ધ સ્થાને હોય ત્યારે 11 મિનિટ પાછળ રહે છે, અને તેથી તે વધુ દૂર છે. ગુરુ.

મૂર્ખતાપૂર્વક પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષાના વ્યાસને 22 મિનિટથી વિભાજીત કરીને (અને તે તે દિવસોમાં તે પહેલાથી જ ઓછા કે ઓછા જાણીતા હતા), રોમરને પ્રકાશની ઝડપ 220,000 કિમી/સેકન્ડ મળી હતી, જેનું સાચું મૂલ્ય લગભગ ત્રીજા ભાગથી ખૂટે છે.

1729 માં, અંગ્રેજ ખગોળશાસ્ત્રી જેમ્સ બ્રેડલી, નિરીક્ષણ કરે છે લંબન(સ્થાનમાં સહેજ વિચલન દ્વારા) સ્ટાર એટામીન (ગામા ડ્રેકોનિસ) એ અસર શોધી કાઢી પ્રકાશની વિકૃતિઓ, એટલે કે પૃથ્વીની સૂર્યની આસપાસની હિલચાલને કારણે આકાશમાં આપણી નજીકના તારાઓની સ્થિતિમાં ફેરફાર.

બ્રેડલી દ્વારા શોધાયેલ પ્રકાશ વિક્ષેપની અસર પરથી એ પણ નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે કે પ્રકાશની પ્રસરણની મર્યાદિત ગતિ છે, જેને બ્રેડલીએ પકડી પાડીને અંદાજે 301,000 કિમી/સેકન્ડની ગણતરી કરી, જે પહેલાથી જ જાણીતા મૂલ્યના 1% ની અંદર છે. આજે

અન્ય વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા તમામ સ્પષ્ટીકરણ માપન દ્વારા આ અનુસરવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ કારણ કે એવું માનવામાં આવતું હતું કે પ્રકાશ એક તરંગ છે, અને તરંગ તેના પોતાના પર પ્રચાર કરી શકતું નથી, કંઈક "ઉત્તેજિત" હોવું જરૂરી છે, "" ના અસ્તિત્વનો વિચાર લ્યુમિનિફરસ ઈથર" ઉદભવ્યું, જેની શોધ અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી આલ્બર્ટ મિશેલસનને ખરાબ રીતે નિષ્ફળ ગઈ. તેમણે કોઈ લ્યુમિનિફરસ ઈથરની શોધ કરી ન હતી, પરંતુ 1879માં તેમણે પ્રકાશની ઝડપ 299,910±50 કિમી/સેકન્ડ કરી હતી.

તે જ સમયે, મેક્સવેલે તેમનો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમનો સિદ્ધાંત પ્રકાશિત કર્યો, જેનો અર્થ છે કે પ્રકાશની ગતિને માત્ર સીધી રીતે માપવા માટે જ નહીં, પરંતુ વિદ્યુત અને ચુંબકીય અભેદ્યતાના મૂલ્યોમાંથી પણ મેળવવાનું શક્ય બન્યું, જેનું મૂલ્ય સ્પષ્ટ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. 1907માં પ્રકાશની ઝડપ 299,788 કિમી/સે.

છેવટે, આઈન્સ્ટાઈને જાહેર કર્યું કે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ સ્થિર છે અને તે કોઈ પણ વસ્તુ પર નિર્ભર નથી. તેનાથી વિપરિત, બાકીનું બધું - વેગ ઉમેરવું અને યોગ્ય સંદર્ભ પ્રણાલી શોધવી, સમયના વિસ્તરણની અસરો અને ઊંચી ઝડપે આગળ વધતી વખતે અંતરમાં ફેરફાર અને અન્ય ઘણી સાપેક્ષ અસરો પ્રકાશની ગતિ પર આધારિત છે (કારણ કે તે તમામ સૂત્રોમાં સમાવવામાં આવેલ છે. સતત). ટૂંકમાં, વિશ્વની દરેક વસ્તુ સાપેક્ષ છે, અને પ્રકાશની ગતિ એ જથ્થા છે જેની તુલનામાં આપણા વિશ્વની અન્ય બધી વસ્તુઓ સાપેક્ષ છે. અહીં, કદાચ, આપણે લોરેન્ટ્ઝને હથેળી આપવી જોઈએ, પરંતુ ચાલો વેપારી ન બનીએ, આઈન્સ્ટાઈન આઈન્સ્ટાઈન છે.

આ સ્થિરાંકના મૂલ્યનું ચોક્કસ નિર્ધારણ સમગ્ર 20મી સદી દરમિયાન ચાલુ રહ્યું, દરેક દાયકામાં વૈજ્ઞાનિકોએ વધુને વધુ શોધ્યું. દશાંશ બિંદુ પછીની સંખ્યાપ્રકાશની ઝડપે, જ્યાં સુધી તેમના માથામાં અસ્પષ્ટ શંકાઓ ઉભી થવા લાગી ન હતી.

પ્રતિ સેકન્ડ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશ કેટલા મીટરની મુસાફરી કરે છે તે વધુ અને વધુ સચોટ રીતે નક્કી કરીને, વૈજ્ઞાનિકોને આશ્ચર્ય થવા લાગ્યું કે આપણે મીટરમાં શું માપી રહ્યા છીએ? છેવટે, અંતે, એક મીટર એ અમુક પ્લેટિનમ-ઇરીડિયમ સ્ટીકની માત્ર લંબાઈ છે જેને કોઈ પેરિસ નજીકના કોઈ મ્યુઝિયમમાં ભૂલી ગયું હતું!

અને શરૂઆતમાં પ્રમાણભૂત મીટર રજૂ કરવાનો વિચાર સરસ લાગ્યો. યાર્ડ, પગ અને અન્ય ત્રાંસી ફેથોમ્સથી પીડાય નહીં તે માટે, ફ્રેન્ચ લોકોએ 1791 માં પેરિસમાંથી પસાર થતા મેરિડીયન સાથેના ઉત્તર ધ્રુવથી વિષુવવૃત્ત સુધીના અંતરના દસ-મિલિયનમા ભાગની લંબાઈના પ્રમાણભૂત માપ તરીકે લેવાનું નક્કી કર્યું. તેઓએ તે સમયે ઉપલબ્ધ ચોકસાઈ સાથે આ અંતર માપ્યું, પ્લેટિનમ-ઈરીડીયમ (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, પ્રથમ પિત્તળ, પછી પ્લેટિનમ અને પછી પ્લેટિનમ-ઈરીડીયમ) એલોયમાંથી એક લાકડી કાસ્ટ કરી અને તેને આ પેરિસિયન ચેમ્બર ઓફ વેટ્સ એન્ડ મેઝર્સમાં મૂકી. એક નમૂનો. આપણે જેટલું આગળ વધીએ છીએ, તેટલું વધુ તે તારણ આપે છે કે પૃથ્વીની સપાટી બદલાઈ રહી છે, ખંડો વિકૃત થઈ રહ્યા છે, મેરિડીયન સ્થળાંતર કરી રહ્યા છે, અને દસ મિલિયનમાં ભાગ તેઓ ભૂલી ગયા છે, અને લાકડીની લંબાઈ મીટર તરીકે ગણવાનું શરૂ કર્યું છે. જે પેરિસિયન "મકબરો" ના સ્ફટિક શબપેટીમાં આવેલું છે.

આવી મૂર્તિપૂજા વાસ્તવિક વૈજ્ઞાનિકને અનુકૂળ નથી, આ રેડ સ્ક્વેર (!) નથી, અને 1960 માં મીટરની વિભાવનાને સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ વ્યાખ્યામાં સરળ બનાવવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું - મીટર એ સંક્રમણ દ્વારા ઉત્સર્જિત 1,650,763.73 તરંગલંબાઇ બરાબર છે. શૂન્યાવકાશમાં ક્રિપ્ટોન-86 તત્વના ઉત્તેજિત આઇસોટોપના ઊર્જા સ્તરો 2p10 અને 5d5 વચ્ચેના ઇલેક્ટ્રોન. સારું, કેટલું વધુ સ્પષ્ટ?

આ 23 વર્ષ સુધી ચાલ્યું, જ્યારે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિને વધતી ચોકસાઈ સાથે માપવામાં આવી, ત્યાં સુધી કે 1983 સુધી, છેવટે, અત્યંત હઠીલા પાછળના લોકોને પણ સમજાયું કે પ્રકાશની ગતિ સૌથી સચોટ અને આદર્શ સ્થિરાંક છે, અને અમુક પ્રકારની નથી. ક્રિપ્ટોનના આઇસોટોપનું. અને બધું ઊંધું કરવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, જો તમે તેના વિશે વિચારો છો, તો બધું પાછું ઊંધું ફેરવવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું), હવે પ્રકાશની ગતિ સાથેસાચું સ્થિરાંક છે, અને મીટર એ અંતર છે જે પ્રકાશ શૂન્યાવકાશમાં (1/299,792,458) સેકન્ડમાં પ્રવાસ કરે છે.

પ્રકાશની ઝડપનું વાસ્તવિક મૂલ્ય આજે પણ સ્પષ્ટ થતું રહે છે, પરંતુ રસપ્રદ વાત એ છે કે દરેક નવા પ્રયોગ સાથે વૈજ્ઞાનિકો પ્રકાશની ગતિને નહીં, પરંતુ મીટરની સાચી લંબાઈ સ્પષ્ટ કરે છે. અને આવનારા દાયકાઓમાં પ્રકાશની ઝડપ જેટલી સચોટ રીતે જોવા મળશે, તેટલું વધુ સચોટ મીટર આપણે આખરે મેળવીશું.

બીજી રીતે નહીં.

સારું, હવે ચાલો આપણા ઘેટાં પર પાછા જઈએ. શા માટે આપણા બ્રહ્માંડના શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ મહત્તમ, મર્યાદિત અને સ્થિર છે? આ રીતે હું તેને સમજું છું.

દરેક વ્યક્તિ જાણે છે કે ધાતુમાં અવાજની ઝડપ અને લગભગ કોઈપણ નક્કર શરીરમાં, હવામાં અવાજની ઝડપ કરતાં ઘણી વધારે છે. આ તપાસવું ખૂબ જ સરળ છે, ફક્ત તમારા કાનને રેલ પર લગાવો, અને તમે નજીક આવતી ટ્રેનના અવાજો હવા કરતાં વધુ સાંભળી શકશો. આવું કેમ છે? તે સ્પષ્ટ છે કે ધ્વનિ અનિવાર્યપણે સમાન છે, અને તેના પ્રસારની ઝડપ માધ્યમ પર આધારિત છે, પરમાણુઓના રૂપરેખાંકન પર કે જેમાંથી આ માધ્યમનો સમાવેશ થાય છે, તેની ઘનતા પર, તેના સ્ફટિક જાળીના પરિમાણો પર - ટૂંકમાં, માધ્યમની વર્તમાન સ્થિતિ જેના દ્વારા ધ્વનિ પ્રસારિત થાય છે.

અને તેમ છતાં લ્યુમિનિફરસ ઈથરનો વિચાર લાંબા સમયથી ત્યજી દેવામાં આવ્યો છે, વેક્યુમ કે જેના દ્વારા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો પ્રસારિત થાય છે તે એકદમ સંપૂર્ણ કંઈ નથી, પછી ભલે તે આપણને કેટલું ખાલી લાગે.

હું સમજું છું કે સામ્યતા કંઈક અંશે દૂરની છે, પરંતુ તે સાચું છે તમારી આંગળીઓ પર™સમાન! ચોક્કસપણે એક સુલભ સાદ્રશ્ય તરીકે, અને કોઈ પણ રીતે ભૌતિક નિયમોના એક સમૂહમાંથી અન્યમાં સીધા સંક્રમણ તરીકે, હું તમને ફક્ત કલ્પના કરવા માટે કહું છું કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક (અને સામાન્ય રીતે, કોઈપણ, ગ્લુઓન અને ગુરુત્વાકર્ષણ સહિત) સ્પંદનોના પ્રસારની ઝડપ, જેમ સ્ટીલમાં ધ્વનિની ગતિ રેલને "સીવાયેલી" છે. અહીંથી આપણે ડાન્સ કરીએ છીએ.

UPD: માર્ગ દ્વારા, હું "ફૂદડીવાળા વાચકોને" આમંત્રિત કરું છું કે તે કલ્પના કરવા માટે કે શું પ્રકાશની ગતિ "મુશ્કેલ વેક્યૂમ" માં સ્થિર રહે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એવું માનવામાં આવે છે કે 10-30 K તાપમાનના ક્રમની ઊર્જા પર, શૂન્યાવકાશ ફક્ત વર્ચ્યુઅલ કણો સાથે ઉકળવાનું બંધ કરે છે, અને "ઉકળવા" શરૂ કરે છે, એટલે કે. જગ્યાના ફેબ્રિકના ટુકડા થઈ જાય છે, પ્લાન્કની માત્રા અસ્પષ્ટ થઈ જાય છે અને તેનો ભૌતિક અર્થ ગુમાવે છે, વગેરે. શું આવા શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ હજુ પણ સમાન હશે c, અથવા શું આ અતિશય ઝડપે લોરેન્ટ્ઝ ગુણાંક જેવા સુધારા સાથે "રિલેટિવિસ્ટિક વેક્યૂમ" ના નવા સિદ્ધાંતની શરૂઆતને ચિહ્નિત કરશે? મને ખબર નથી, મને ખબર નથી, સમય કહેશે ...

પ્રકાશની ગતિ એ એકમ સમય દીઠ પ્રકાશ પ્રવાસ કરે છે તે અંતર છે. આ મૂલ્ય તે પદાર્થ પર આધાર રાખે છે જેમાં પ્રકાશ ફેલાય છે.

શૂન્યાવકાશમાં, પ્રકાશની ગતિ 299,792,458 m/s છે. આ સૌથી વધુ ઝડપ છે જે પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ખાસ ચોકસાઈની જરૂર ન હોય તેવી સમસ્યાઓનું નિરાકરણ કરતી વખતે, આ મૂલ્ય 300,000,000 m/s ની બરાબર લેવામાં આવે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે તમામ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કિરણોત્સર્ગ પ્રકાશની ઝડપે વેક્યૂમમાં ફેલાય છે: રેડિયો તરંગો, ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન, દૃશ્યમાન પ્રકાશ, અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ, એક્સ-રે, ગામા રેડિયેશન. તે એક પત્ર દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે સાથે .

પ્રકાશની ગતિ કેવી રીતે નક્કી કરવામાં આવી?

પ્રાચીન સમયમાં, વૈજ્ઞાનિકો માનતા હતા કે પ્રકાશની ગતિ અનંત છે. પાછળથી, આ મુદ્દા પર વૈજ્ઞાનિકો વચ્ચે ચર્ચાઓ શરૂ થઈ. કેપ્લર, ડેસકાર્ટેસ અને ફર્મેટ પ્રાચીન વૈજ્ઞાનિકોના અભિપ્રાય સાથે સંમત થયા. અને ગેલિલિયો અને હૂક માનતા હતા કે, પ્રકાશની ગતિ ખૂબ ઊંચી હોવા છતાં, તેનું મર્યાદિત મૂલ્ય છે.

ગેલિલિયો ગેલિલી

પ્રકાશની ગતિ માપવાનો પ્રયાસ કરનાર સૌપ્રથમ ઇટાલિયન વૈજ્ઞાનિક ગેલિલિયો ગેલિલી હતા. પ્રયોગ દરમિયાન, તે અને તેમના સહાયક અલગ-અલગ ટેકરીઓ પર હતા. ગેલિલિયોએ તેના ફાનસનું શટર ખોલ્યું. આ ક્ષણે જ્યારે સહાયકે આ પ્રકાશ જોયો, ત્યારે તેણે તેના ફાનસ સાથે સમાન ક્રિયાઓ કરવી પડી. ગેલિલિયોથી સહાયક સુધીની મુસાફરીમાં પ્રકાશને જેટલો સમય લાગ્યો અને પાછળનો સમય એટલો ઓછો નીકળ્યો કે ગેલિલિયોને સમજાયું કે પ્રકાશની ગતિ ઘણી વધારે છે અને આટલા ઓછા અંતરે તેને માપવું અશક્ય છે, કારણ કે પ્રકાશ લગભગ મુસાફરી કરે છે. તરત. અને તેણે રેકોર્ડ કરેલો સમય ફક્ત વ્યક્તિની પ્રતિક્રિયાની ઝડપ દર્શાવે છે.

ડેનિશ ખગોળશાસ્ત્રી ઓલાફ રોમરે ખગોળીય અંતરનો ઉપયોગ કરીને સૌપ્રથમ પ્રકાશની ગતિ 1676માં નક્કી કરી હતી. ગુરુના ચંદ્ર Io ના ગ્રહણનું અવલોકન કરવા માટે ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને, તેણે શોધ્યું કે જેમ જેમ પૃથ્વી ગુરુથી દૂર જાય છે, તેમ તેમ દરેક અનુગામી ગ્રહણ ગણતરી કરતાં મોડું થાય છે. મહત્તમ વિલંબ, જ્યારે પૃથ્વી સૂર્યની બીજી બાજુ જાય છે અને ગુરુથી પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષાના વ્યાસના સમાન અંતરે ખસે છે, તે 22 કલાક છે. જો કે તે સમયે પૃથ્વીનો ચોક્કસ વ્યાસ જાણી શકાયો ન હતો, વૈજ્ઞાનિકે તેના અંદાજિત મૂલ્યને 22 કલાકથી વિભાજિત કર્યું અને લગભગ 220,000 km/s નું મૂલ્ય મેળવ્યું.

ઓલાફ રોમર

રોમર દ્વારા પ્રાપ્ત પરિણામ વૈજ્ઞાનિકોમાં અવિશ્વાસનું કારણ બન્યું. પરંતુ 1849 માં, ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી આર્મન્ડ હિપ્પોલિટ લુઈસ ફિઝેઉએ ફરતી શટર પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશની ગતિ માપી. તેમના પ્રયોગમાં, સ્ત્રોતમાંથી પ્રકાશ ફરતા ચક્રના દાંત વચ્ચેથી પસાર થાય છે અને તેને અરીસા પર નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે. તેની પાસેથી પ્રતિબિંબિત, તે પાછો ફર્યો. ચક્રના પરિભ્રમણની ઝડપ વધી. જ્યારે તે ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચ્યું, ત્યારે અરીસામાંથી પ્રતિબિંબિત બીમ એક ફરતા દાંતથી વિલંબિત થઈ, અને નિરીક્ષકને તે ક્ષણે કંઈપણ દેખાતું ન હતું.

ફિઝેઉનો અનુભવ

ફિઝેઉએ નીચે પ્રમાણે પ્રકાશની ઝડપની ગણતરી કરી. પ્રકાશ તેના માર્ગે જાય છે એલ ચક્રથી અરીસા સુધીના સમાન સમયમાં ટી 1 = 2L/c . વ્હીલને ½ સ્લોટ ફેરવવામાં જે સમય લાગે છે t 2 = T/2N , ક્યાં ટી - વ્હીલ પરિભ્રમણનો સમયગાળો, એન - દાંતની સંખ્યા. રોટેશનલ સ્પીડ v = 1/T . ક્ષણ જ્યારે નિરીક્ષક પ્રકાશ જોતો નથી ત્યારે થાય છે t 1 = t 2 . અહીંથી આપણને પ્રકાશની ગતિ નક્કી કરવા માટેનું સૂત્ર મળે છે:

c = 4LNv

આ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરીઓ હાથ ધર્યા પછી, ફિઝૌએ તે નક્કી કર્યું સાથે = 313,000,000 m/s. આ પરિણામ વધુ સચોટ હતું.

આર્મન્ડ હિપ્પોલાઇટ લુઇસ ફિઝાઉ

1838 માં, ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી અને ખગોળશાસ્ત્રી ડોમિનિક ફ્રાન્કોઈસ જીન એરાગોએ પ્રકાશની ગતિની ગણતરી કરવા માટે ફરતી મિરર પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. આ વિચારને ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી, મિકેનિક અને ખગોળશાસ્ત્રી જીન બર્નાર્ડ લિયોન ફૌકોલ્ટ દ્વારા અમલમાં મૂકવામાં આવ્યો હતો, જેમણે 1862 માં પ્રકાશની ઝડપ (298,000,000±500,000) m/s ની કિંમત મેળવી હતી.

ડોમિનિક ફ્રાન્કોઇસ જીન અરાગો

1891 માં, અમેરિકન ખગોળશાસ્ત્રી સિમોન ન્યુકોમ્બનું પરિણામ ફૌકોલ્ટના પરિણામ કરતાં વધુ સચોટ ક્રમમાં બહાર આવ્યું. તેની ગણતરીના પરિણામે સાથે = (99,810,000±50,000) m/s.

અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી આલ્બર્ટ અબ્રાહમ મિશેલસન દ્વારા સંશોધન, જેમણે ફરતા અષ્ટકોણ અરીસા સાથે સેટઅપનો ઉપયોગ કર્યો હતો, તેણે પ્રકાશની ગતિને વધુ સચોટ રીતે નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવ્યું. 1926 માં, વૈજ્ઞાનિકે બે પર્વતોની ટોચ વચ્ચે 35.4 કિમી જેટલું અંતર કાપવામાં પ્રકાશને લાગતો સમય માપ્યો અને મેળવ્યો. સાથે = (299,796,000±4,000) m/s.

સૌથી સચોટ માપન 1975 માં કરવામાં આવ્યું હતું. તે જ વર્ષે, વજન અને માપ પરની જનરલ કોન્ફરન્સે ભલામણ કરી હતી કે પ્રકાશની ગતિને 299,792,458 ± 1.2 m/s જેટલી ગણવામાં આવે.

પ્રકાશની ગતિ શેના પર આધાર રાખે છે?

શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ સંદર્ભની ફ્રેમ અથવા નિરીક્ષકની સ્થિતિ પર આધારિત નથી. તે સ્થિર રહે છે, 299,792,458 ± 1.2 m/s બરાબર. પરંતુ વિવિધ પારદર્શક માધ્યમોમાં આ ઝડપ શૂન્યાવકાશમાં તેની ઝડપ કરતાં ઓછી હશે. કોઈપણ પારદર્શક માધ્યમમાં ઓપ્ટિકલ ઘનતા હોય છે. અને તે જેટલું ઊંચું છે, તેમાં પ્રકાશની ગતિ ધીમી છે. ઉદાહરણ તરીકે, હવામાં પ્રકાશની ઝડપ પાણીમાં તેની ગતિ કરતાં વધુ છે, અને શુદ્ધ ઓપ્ટિકલ ગ્લાસમાં તે પાણી કરતાં ઓછી છે.

જો પ્રકાશ ઓછા ગીચ માધ્યમથી ગીચ માધ્યમ તરફ જાય છે, તો તેની ઝડપ ઘટે છે. અને જો સંક્રમણ વધુ ગાઢ માધ્યમથી ઓછા ગાઢ માધ્યમમાં થાય છે, તો ગતિ, તેનાથી વિપરીત, વધે છે. આ સમજાવે છે કે શા માટે પ્રકાશ બીમ બે માધ્યમો વચ્ચેની સંક્રમણ સીમા પર વિચલિત થાય છે.

આપણા અર્ધજાગ્રતનું કામ

આપણી ચેતના, જેને આપણે ક્યારેક આપણું “હું” માનીએ છીએ તે સમગ્ર મગજના કાર્યનો માત્ર એક નાનો ભાગ છે. વ્યક્તિ તરીકેની જાગૃતિ એ મગજના કાર્યનો માત્ર એક નાનો ભાગ છે; આ માત્ર સ્વયંસંચાલિત પ્રતિક્રિયાઓ જેમ કે શ્વાસ લેવો, હૃદયને નિયંત્રિત કરવું, ચાલતી વખતે સ્નાયુઓ, પણ વધુ જટિલ પ્રતિક્રિયાઓ છે: પેટર્નની ઓળખ, ત્રિ-પરિમાણીય આસપાસની વાસ્તવિકતાની રચના. મગજ, હકીકતમાં, પ્રારંભિક સ્તરે ચેતનાને શું બતાવવું અને શું છોડવું તે પસંદ કરે છે. કેટલીક ક્રિયાઓ એટલી આપમેળે કરવામાં આવે છે કે ચેતનાને કાર્ય કરવામાં આવી રહ્યું છે તેની જાણ થતી નથી.

તદ્દન અકસ્માતે, મને તાજેતરમાં જાણવા મળ્યું કે મેં નવા પુસ્તકો પ્રકાશિત કર્યા છે: “શરીરમાંથી સભાન બહાર નીકળે છે. અન્ય વિશ્વોની મુસાફરીનો અનુભવ" અને "નિયંત્રિત સપના. નિયંત્રિત વાસ્તવિકતા." તેઓ 2016 માં ચોક્કસ પબ્લિશિંગ હાઉસ IPLમાંથી બહાર આવ્યા હતા. તે તારણ આપે છે કે આવું પણ થાય છે, લેખક પોતે જાણતા નથી કે તેની પાસે નવા પુસ્તકો આવી રહ્યા છે.

તેઓએ પોતાની રીતે પુસ્તકનું નામ બદલ્યું અને તેને લેખકની નવી પ્રોડક્ટ તરીકે બહાર પાડ્યું.મને ખબર નથી કે આ કયા પ્રકારનું પ્રકાશન ગૃહ છે, પરંતુ પુસ્તકોની સમીક્ષાઓ વાંચ્યા પછી, અમે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ: વેસ પબ્લિશિંગ હાઉસ દ્વારા શીર્ષક હેઠળ પ્રકાશિત આ મારું પ્રથમ અને બીજું પુસ્તક છે: “સ્વપ્નોનો વાન્ડેરર. ભાગ 1. પ્રવાસની શરૂઆત" અને "સ્વપ્નોનો ભટકનાર. ભાગ 2. ન્યૂ મિલેનિયમ.”

અનિવાર્યપણે આ એ જ પુસ્તકો છે. જો તમે અગાઉ ડ્રીમ ટ્રાવેલર શ્રેણી વાંચી હોય, તો પછી નવા પુસ્તકો ખરીદવાનો કોઈ અર્થ નથી.

શા માટે તમે ઉંદરો વિશે સ્વપ્ન કરો છો?

તેથી, ઉંદરના ડંખની અપેક્ષા કઈ બાજુથી કરવી તે શોધવા માટે, તમારા સ્વપ્નનું વિશ્લેષણ કરો.

ચાલો તેને સૉર્ટ કરીએ કેવી રીતે વિચાર શક્તિ ધરાવે છે. વિચારો સામાન્ય રીતે બ્રહ્માંડ સાથે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, ઘટનાઓનું કારણ બને છે જે આપણી સીધી ક્રિયાઓ સાથે સંબંધિત નથી. બ્રહ્માંડના કયા નિયમો આપણને આપણી માનસિક ઈચ્છાઓ પૂરી કરવા દે છે. આપણા મગજને દૂર ક્યાંક બનતી ઘટનાઓને દૂરથી જોવાની અથવા સંવેદના કરવાની ભેટ કેવી રીતે હોઈ શકે કે જેના વિશે આપણને કોઈ ખ્યાલ નથી.

ચાલો માની લઈએ કે આપણું શરીર અને ખાસ કરીને આપણું મગજ એક મશીન છે. જટિલ, અમુક અંશે અગમ્ય, પરંતુ તેમ છતાં એક ઉપકરણ જે બહારથી સિગ્નલોને સમજે છે અને પ્રસારિત કરે છે. ચાલો બીજી ધારણા કરીએ કે આપણે આધુનિક કમ્પ્યુટર જેવા જ છીએ. તાજેતરમાં, આપણા મગજની તુલના ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો સાથે વધુને વધુ કરવામાં આવી છે, તેથી અમે આ પરંપરાથી ભટકીશું નહીં. આમ, આપણા વિચારો એક પ્રકારનો પ્રોગ્રામ છે, જેમાં ચક્ર અને કાર્યો છે જે ચોક્કસ કાર્યો કરે છે. કેટલાક વિચારો પ્રારંભિક ડેટા છે, પરંતુ કેટલાકમાં શક્તિ છે - આ બ્રહ્માંડના નિયમો અનુસાર બનાવવામાં આવેલા પ્રોગ્રામ્સ છે.

છેલ્લા એક મહિનામાં મેં ઘણા લોકોનો સામનો કર્યો છે જેઓ તેમના ભૂતકાળને બદલવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યાં છે. પછી કોઈએ અવિદ્યમાન ભૂતકાળની યાદો વિશે વાત કરી.

મોટાભાગના લોકો માને છે કે ભૂતકાળને બદલવો અશક્ય છે, અને ભૂતકાળને કેવી રીતે બદલવો તેનું કોઈ ચોક્કસ વર્ણન નથી. પરંતુ, એક યા બીજી રીતે, હું રહસ્યમય વાર્તાઓ જોઉં છું જેની પુષ્ટિ અથવા ખંડન કરી શકાતું નથી. ભૂતકાળમાં કોઈપણ ફેરફાર આસપાસના દરેકને નવી વાર્તા યાદ રાખવા તરફ દોરી જાય છે. આમ, આપણે વિશ્વાસપૂર્વક કહી શકતા નથી કે આવી વાર્તા લેખકની શોધ નથી. માત્ર અમુક વ્યક્તિઓ વૈકલ્પિક હાજરની યાદોને જાળવી રાખે છે. કેટલીકવાર તે એક સ્મૃતિ પણ નથી, પરંતુ વર્તમાન ક્ષણની ખોટીતાની માત્ર લાગણી છે; કેટલીકવાર ડેજા વુ ની ઝબકારો હોય છે, અથવા કેટલીક ક્ષણોના માથામાં ખોટી યાદો હોય છે જે વાસ્તવમાં ક્યારેય બની નથી, પરંતુ કેટલાક કારણોસર મેમરીમાં સ્મૃતિઓ તરીકે સંગ્રહિત થાય છે.

કેવી રીતે માપવું તે વિષય, તેમજ પ્રકાશની ગતિ શું છે, પ્રાચીન સમયથી વૈજ્ઞાનિકોને રસ છે. આ એક ખૂબ જ રસપ્રદ વિષય છે, જે પ્રાચીન સમયથી વૈજ્ઞાનિક ચર્ચાનો વિષય રહ્યો છે. એવું માનવામાં આવે છે કે આવી ગતિ મર્યાદિત, અપ્રાપ્ય અને સતત છે. તે અનંતની જેમ અપ્રાપ્ય અને સતત છે. તે જ સમયે, તે મર્યાદિત છે. તે એક રસપ્રદ ભૌતિક અને ગાણિતિક કોયડો હોવાનું બહાર આવ્યું છે. આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે એક વિકલ્પ છે. છેવટે, પ્રકાશની ગતિ હજુ પણ માપવામાં આવી હતી.

પ્રાચીન સમયમાં વિચારકો એવું માનતા હતા પ્રકાશની ગતિ- આ એક અનંત જથ્થો છે. આ સૂચકનો પ્રથમ અંદાજ 1676 માં આપવામાં આવ્યો હતો. ઓલાફ રોમર. તેમની ગણતરી મુજબ, પ્રકાશની ઝડપ આશરે 220 હજાર કિમી/સેકન્ડ હતી. આ એક સંપૂર્ણ સચોટ મૂલ્ય ન હતું, પરંતુ સાચા મૂલ્યની નજીક હતું.

અંતિમતા અને પ્રકાશની ઝડપનો અંદાજ અડધી સદી પછી પુષ્ટિ મળી હતી.

ભવિષ્યમાં, વૈજ્ઞાનિક ફિઝેઉચોક્કસ અંતરની મુસાફરી કરવા માટે બીમ લીધો તે સમયથી પ્રકાશની ગતિ નક્કી કરવી શક્ય હતું.

તેણે એક પ્રયોગ હાથ ધર્યો (આકૃતિ જુઓ), જે દરમિયાન S સ્ત્રોતમાંથી પ્રકાશનો કિરણ નીકળ્યો, જે અરીસા 3 દ્વારા પ્રતિબિંબિત થયો, દાંતાવાળી ડિસ્ક 2 દ્વારા વિક્ષેપિત થયો અને આધાર (8 કિમી) પસાર કર્યો. પછી તે મિરર 1 દ્વારા પ્રતિબિંબિત થયું અને ડિસ્ક પર પાછું આવ્યું. પ્રકાશ દાંત વચ્ચેના ગેપમાં પડ્યો હતો અને આઈપીસ 4 દ્વારા જોઈ શકાય છે. બીમને બેઝમાંથી પસાર થવામાં જેટલો સમય લાગ્યો તે ડિસ્કના પરિભ્રમણની ઝડપને આધારે નક્કી કરવામાં આવ્યો હતો. ફિઝેઉ દ્વારા મેળવેલ મૂલ્ય હતું: c = 313300 km/s.

કોઈપણ ચોક્કસ માધ્યમમાં બીમના પ્રસારની ઝડપ શૂન્યાવકાશમાં આ ઝડપ કરતાં ઓછી હોય છે. વધુમાં, વિવિધ પદાર્થો માટે આ સૂચક વિવિધ મૂલ્યો લે છે. થોડા વર્ષો પછી ફૌકોલ્ટઝડપથી ફરતા અરીસા સાથે ડિસ્કને બદલ્યું. આ વૈજ્ઞાનિકોના અનુયાયીઓ વારંવાર તેમની પદ્ધતિઓ અને સંશોધન ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરતા હતા.

લેન્સ એ ઓપ્ટિકલ સાધનોનો આધાર છે. શું તમે જાણો છો કે તેની ગણતરી કેવી રીતે થાય છે? તમે અમારા લેખોમાંથી એક વાંચીને શોધી શકો છો.

તમે આવા લેન્સનો સમાવેશ કરતી ઓપ્ટિકલ દૃષ્ટિ કેવી રીતે સેટ કરવી તે વિશેની માહિતી મેળવી શકો છો. અમારી સામગ્રી વાંચો અને તમને વિષય પર કોઈ પ્રશ્નો નહીં હોય.

શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ કેટલી હોય છે?

પ્રકાશની ગતિનું સૌથી સચોટ માપ 1,079,252,848.8 કિલોમીટર પ્રતિ કલાક અથવા 299,792,458 m/s. આ આંકડો માત્ર શૂન્યાવકાશમાં બનાવેલ પરિસ્થિતિઓ માટે માન્ય છે.

પરંતુ સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે, સામાન્ય રીતે સૂચકનો ઉપયોગ થાય છે 300,000,000 m/s. શૂન્યાવકાશમાં, પ્લાન્ક એકમોમાં પ્રકાશની ગતિ 1 છે. આમ, પ્રકાશ ઊર્જા પ્લાન્ક સમયના 1 એકમમાં લંબાઈના 1 પ્લાન્ક એકમનો પ્રવાસ કરે છે. જો શૂન્યાવકાશ કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં બનાવવામાં આવે છે, તો એક્સ-રે, દૃશ્યમાન સ્પેક્ટ્રમમાં પ્રકાશ તરંગો અને ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો આટલી ઝડપે મુસાફરી કરી શકે છે.

વૈજ્ઞાનિકો વચ્ચે સ્પષ્ટ અભિપ્રાય છે કે દળવાળા કણો પ્રકાશની ગતિની શક્ય તેટલી નજીક હોય તેવી ગતિ લઈ શકે છે. પરંતુ તેઓ હાંસલ કરવામાં અને સૂચકને ઓળંગવામાં સક્ષમ નથી. કોસ્મિક કિરણોના અભ્યાસ દરમિયાન અને પ્રવેગકમાં ચોક્કસ કણોના પ્રવેગ દરમિયાન પ્રકાશની ઝડપની નજીકની સૌથી વધુ ઝડપ નોંધવામાં આવી હતી.

કોઈપણ માધ્યમમાં પ્રકાશની ગતિ આ માધ્યમના પ્રત્યાવર્તન સૂચકાંક પર આધારિત છે.

આ સૂચક વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝ માટે અલગ હોઈ શકે છે. અન્ય ભૌતિક પરિમાણોની ગણતરી માટે જથ્થાનું ચોક્કસ માપ મહત્વનું છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઓપ્ટિકલ રેન્જિંગ, રડાર, લાઇટ રેન્જિંગ અને અન્ય વિસ્તારોમાં પ્રકાશ અથવા રેડિયો સિગ્નલ પસાર થવા દરમિયાન અંતર નક્કી કરવા.

આધુનિક વૈજ્ઞાનિકો પ્રકાશની ગતિ નક્કી કરવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે. કેટલાક નિષ્ણાતો ખગોળશાસ્ત્રીય પદ્ધતિઓ, તેમજ પ્રાયોગિક તકનીકનો ઉપયોગ કરીને માપન પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે. સુધારેલ ફિઝેઉ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ઘણી વાર થાય છે. આ કિસ્સામાં, ગિયર વ્હીલને પ્રકાશ મોડ્યુલેટર સાથે બદલવામાં આવે છે, જે પ્રકાશ બીમને નબળી પાડે છે અથવા વિક્ષેપિત કરે છે. અહીં રીસીવર ફોટોઈલેક્ટ્રીક ગુણક અથવા ફોટોસેલ છે. પ્રકાશ સ્ત્રોત લેસર હોઈ શકે છે, જે માપન ભૂલ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે. પ્રકાશની ગતિનું નિર્ધારણઆધાર પસાર થવાના સમય અનુસાર, તે પ્રત્યક્ષ અથવા પરોક્ષ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે, જે ચોક્કસ પરિણામો મેળવવા માટે પણ પરવાનગી આપે છે.

પ્રકાશની ઝડપની ગણતરી કરવા માટે કયા સૂત્રોનો ઉપયોગ થાય છે?

1. શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશના પ્રસારની ગતિ એ ચોક્કસ મૂલ્ય છે. ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ તેને "c" અક્ષરથી દર્શાવે છે. આ એક મૂળભૂત અને સતત મૂલ્ય છે જે રિપોર્ટિંગ સિસ્ટમની પસંદગી પર આધાર રાખતું નથી અને સમગ્ર સમય અને અવકાશને દર્શાવે છે. વૈજ્ઞાનિકો ધારે છે કે આ ઝડપ કણોની હિલચાલની મહત્તમ ગતિ છે.

   પ્રકાશ સૂત્રની ગતિશૂન્યાવકાશમાં:

   s = 3 * 10^8 = 299792458 m/s

   અહીં c એ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિનું સૂચક છે.

2. વૈજ્ઞાનિકોએ તે સાબિત કર્યું છે હવામાં પ્રકાશની ગતિશૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ સાથે લગભગ એકરુપ છે. તે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે:

પ્રકાશની ગતિ એ શૂન્યાવકાશમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના પ્રસારની ગતિનું ચોક્કસ મૂલ્ય છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, તે પરંપરાગત રીતે લેટિન અક્ષર "c" (ઉચ્ચાર [tse]) દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ એ મૂળભૂત સ્થિરાંક છે જે ઇનર્શિયલ રેફરન્સ ફ્રેમ (IFR) ની પસંદગી પર આધારિત નથી. તે મૂળભૂત ભૌતિક સ્થિરાંકોનો ઉલ્લેખ કરે છે જે ફક્ત વ્યક્તિગત સંસ્થાઓને જ નહીં, પરંતુ સમગ્ર અવકાશ-સમયના ગુણધર્મોને દર્શાવે છે. આધુનિક ખ્યાલો અનુસાર, શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ એ કણોની હિલચાલ અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પ્રસારની મહત્તમ ગતિ છે. એ હકીકત પણ મહત્વપૂર્ણ છે કે આ મૂલ્ય સંપૂર્ણ છે. આ SRT ની ધારણાઓમાંની એક છે.

શૂન્યાવકાશમાં (ખાલીપણું)

1977 માં, 1960 સ્ટાન્ડર્ડ મીટરના આધારે ગણતરી કરાયેલ 299,792,458 ± 1.2 m/s જેટલી પ્રકાશની અંદાજિત ઝડપની ગણતરી કરવી શક્ય હતી. હાલમાં એવું માનવામાં આવે છે કે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ એ મૂળભૂત ભૌતિક સ્થિરાંક છે, જે વ્યાખ્યા પ્રમાણે બરાબર 299,792,458 m/s, અથવા લગભગ 1,079,252,848.8 km/h છે. ચોક્કસ મૂલ્ય એ હકીકતને કારણે છે કે 1983 થી, પ્રમાણભૂત મીટર એ અંતર માનવામાં આવે છે જે પ્રકાશ શૂન્યાવકાશમાં 1/299,792,458 સેકન્ડના સમાન સમયગાળામાં પ્રવાસ કરે છે. પ્રકાશની ગતિ c અક્ષર દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.

મિશેલસનના પ્રયોગ, SRT માટે મૂળભૂત, દર્શાવે છે કે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ પ્રકાશ સ્ત્રોતની ગતિ અથવા નિરીક્ષકની ગતિ પર આધારિત નથી. પ્રકૃતિમાં, નીચેના પ્રકાશની ઝડપે ફેલાય છે:

વાસ્તવિક દૃશ્યમાન પ્રકાશ

અન્ય પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન (રેડિયો તરંગો, એક્સ-રે, વગેરે)

સાપેક્ષતાના વિશેષ સિદ્ધાંત પરથી તે અનુસરે છે કે બાકીના સમૂહ સાથેના કણોનું પ્રકાશની ગતિ સુધી પ્રવેગ અશક્ય છે, કારણ કે આ ઘટના કાર્યકારણના મૂળભૂત સિદ્ધાંતનું ઉલ્લંઘન કરશે. એટલે કે, તે બાકાત રાખવામાં આવે છે કે સિગ્નલ પ્રકાશની ઝડપ કરતાં વધી જાય છે, અથવા આટલી ઝડપે સમૂહની હિલચાલ કરે છે. જો કે, થિયરી સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે અવકાશ-સમયમાં કણોની હિલચાલને બાકાત રાખતી નથી. સુપરલ્યુમિનલ ઝડપે આગળ વધતા કાલ્પનિક કણોને ટેચીઓન્સ કહેવામાં આવે છે. ગાણિતિક રીતે, ટાચીઓન્સ સરળતાથી લોરેન્ટ્ઝ ટ્રાન્સફોર્મેશનમાં ફિટ થઈ જાય છે - તે કાલ્પનિક સમૂહ સાથેના કણો છે. આ કણોની ઝડપ જેટલી વધારે છે, તેઓ જેટલી ઓછી ઉર્જા વહન કરે છે, અને ઊલટું, તેમની ઝડપ પ્રકાશની ગતિની જેટલી નજીક હોય છે, તેટલી જ તેમની ઊર્જા વધારે હોય છે - સામાન્ય કણોની ઊર્જાની જેમ, ટાચીઓનની ઊર્જા પણ અનંતતા તરફ વળે છે. તેઓ પ્રકાશની ગતિનો સંપર્ક કરે છે. આ લોરેન્ટ્ઝ રૂપાંતરનું સૌથી સ્પષ્ટ પરિણામ છે, જે કણને પ્રકાશની ગતિને વેગ આપવા દેતું નથી - કણને અનંત માત્રામાં ઊર્જા પ્રદાન કરવી અશક્ય છે. તે સમજવું જોઈએ કે, સૌપ્રથમ, ટાચ્યોન્સ કણોનો વર્ગ છે, અને માત્ર એક પ્રકારનો કણો નથી, અને બીજું, કોઈપણ ભૌતિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રકાશની ગતિ કરતા વધુ ઝડપથી પ્રચાર કરી શકતી નથી. તે આનાથી અનુસરે છે કે ટાચ્યોન્સ કાર્યકારણના સિદ્ધાંતનું ઉલ્લંઘન કરતા નથી - તેઓ સામાન્ય કણો સાથે કોઈપણ રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી, અને તેમની વચ્ચેની તેમની ગતિમાં તફાવત પણ પ્રકાશની ગતિ સમાન નથી.

સામાન્ય કણો જે પ્રકાશ કરતાં ધીમી ગતિ કરે છે તેને ટર્ડિઓન્સ કહેવામાં આવે છે. ટાર્ડિયન્સ પ્રકાશની ગતિ સુધી પહોંચી શકતા નથી, પરંતુ ફક્ત તેને મનસ્વી રીતે નજીક આવે છે, કારણ કે આ કિસ્સામાં તેમની ઊર્જા અમર્યાદિત રીતે વિશાળ બને છે. બધા ટાર્ડિઓન્સમાં વિશ્રામ દળ હોય છે, જે દળવિહીન ફોટોન અને ગુરુત્વાકર્ષણથી વિપરીત હોય છે, જે હંમેશા પ્રકાશની ઝડપે આગળ વધે છે.

પ્લાન્ક એકમોમાં, શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ 1 છે, એટલે કે, પ્રકાશ પ્લાન્ક સમયના એકમ દીઠ પ્લાન્ક લંબાઈના 1 એકમ પ્રવાસ કરે છે.

પારદર્શક વાતાવરણમાં

પારદર્શક માધ્યમમાં પ્રકાશની ઝડપ એ વેક્યૂમ સિવાયના માધ્યમમાં પ્રકાશની ગતિ છે. વિક્ષેપ સાથેના માધ્યમમાં, તબક્કા અને જૂથ વેગને અલગ પાડવામાં આવે છે.

તબક્કો વેગ એક માધ્યમ (λ=c/ν) માં મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશની આવર્તન અને તરંગલંબાઇને સંબંધિત કરે છે. આ ઝડપ સામાન્ય રીતે (પરંતુ જરૂરી નથી) c કરતાં ઓછી હોય છે. શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની તબક્કાની ગતિ અને માધ્યમમાં પ્રકાશની ગતિના ગુણોત્તરને માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કહેવામાં આવે છે. સંતુલન માધ્યમમાં પ્રકાશની જૂથ ગતિ હંમેશા c કરતા ઓછી હોય છે. જો કે, અસંતુલન માધ્યમોમાં તે c થી વધી શકે છે. આ કિસ્સામાં, જો કે, પલ્સનો આગળનો કિનારો હજુ પણ વેક્યૂમમાં પ્રકાશની ઝડપ કરતાં વધુ ન હોય તેવી ઝડપે આગળ વધે છે.

આર્મન્ડ હિપ્પોલાઈટ લુઈસ ફિઝેઉએ પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કર્યું કે પ્રકાશના કિરણની તુલનામાં માધ્યમની હિલચાલ પણ આ માધ્યમમાં પ્રકાશના પ્રસારની ગતિને પ્રભાવિત કરવામાં સક્ષમ છે.

પ્રકાશની મહત્તમ ગતિ વિશેની ધારણાનો નકાર

તાજેતરના વર્ષોમાં, અહેવાલો વારંવાર દેખાયા છે કે કહેવાતા ક્વોન્ટમ ટેલિપોર્ટેશનમાં, ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રકાશની ગતિ કરતાં વધુ ઝડપથી ફેલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 15 ઓગસ્ટ, 2008ના રોજ, જિનીવા યુનિવર્સિટીના ડો. નિકોલસ ગિસિનના સંશોધન જૂથે, અવકાશમાં 18 કિમીથી અલગ પડેલા ફોટોન રાજ્યોનો અભ્યાસ કરીને, કથિત રીતે દર્શાવ્યું હતું કે "કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ લગભગ એક લાખ વખત ઝડપે થાય છે. સ્વેતા ની ઝડપ કરતા વધારે" અગાઉ, કહેવાતા હાર્ટમેન વિરોધાભાસ - ટનલ અસર સાથે સુપરલ્યુમિનલ સ્પીડ - પર પણ ચર્ચા કરવામાં આવી હતી.

આ અને સમાન પરિણામોના મહત્વનું વૈજ્ઞાનિક પૃથ્થકરણ દર્શાવે છે કે તેઓ મૂળભૂત રીતે કોઈપણ સિગ્નલ અથવા દ્રવ્યની હિલચાલના સુપરલ્યુમિનલ ટ્રાન્સમિશન માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાતા નથી.

પ્રકાશ ગતિ માપનો ઇતિહાસ

પ્રાચીન વૈજ્ઞાનિકો, દુર્લભ અપવાદો સાથે, પ્રકાશની ગતિને અનંત માનતા હતા. આધુનિક સમયમાં આ મુદ્દો ચર્ચાનો વિષય બન્યો હતો. ગેલિલિયો અને હૂકે સ્વીકાર્યું કે તે મર્યાદિત છે, જો કે તે ખૂબ જ વિશાળ છે, જ્યારે કેપ્લર, ડેસકાર્ટેસ અને ફર્મેટ હજુ પણ પ્રકાશની ગતિની અનંતતાનો બચાવ કરે છે.

પ્રકાશની ઝડપનો પ્રથમ અંદાજ ઓલાફ રોમર (1676) દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો. તેણે જોયું કે જ્યારે પૃથ્વી અને ગુરુ સૂર્યની વિરુદ્ધ બાજુએ હોય છે, ત્યારે ગુરુના ઉપગ્રહ Io ના ગ્રહણમાં ગણતરીની સરખામણીમાં 22 મિનિટ વિલંબ થાય છે. આમાંથી તેણે લગભગ 220,000 કિમી/સેકન્ડની પ્રકાશની ઝડપ માટે મૂલ્ય મેળવ્યું - અચોક્કસ, પરંતુ સાચાની નજીક. અડધી સદી પછી, વિકૃતિની શોધથી પ્રકાશની ગતિની મર્યાદિતતાની પુષ્ટિ કરવી અને તેનું મૂલ્યાંકન શુદ્ધ કરવું શક્ય બન્યું.