Işık hızı nasıl ölçülmelidir? Ev aletlerinizden birini kullanarak ölçüm Newton'dan daha doğrudur
Merhaba arkadaşlar, [Bilim mantıklı] Işık hızı ölçüm sütunu bilmeden üçüncü sayıya ulaştı.
Aristoteles'in antik Yunanistan'da inandığı sonsuz ışık hızından, bilim tanrısı Galileo'nun ışık hızını ölçmedeki başarısızlığına, Newton çağında ölçülen çok kaba ışık hızına ve son olarak Michelson tarafından ışık hızının hassas ölçümüne kadar, insan ölçüm yöntemi gelişmeye devam ediyor. Anlayış giderek daha doğru hale geliyor.
Ancak sonuçta bunlar yaklaşık değerlerdir. Öyleyse, ışık hızının tam değeri nedir? Makaleyi okuduktan sonra, size ... servis edilir.İşığın hızı ve uzunluğunun sonunda böyle bir "anlaşmaya" ulaştığı ortaya çıktı ...
Modern ışık hızı
Son sayıda, Foucault ve Michelson'un ışık hızını çok doğru ölçen deneylerinden bahsetmiştik. Foucault'nun hesaplama sonuçları açıklandığında başka bir kişinin şok olduğunu ve ünlü bilim tanrısı Maxwell olduğunu da söyledik. Foucault tarafından ölçülen ışık hızının, teorisinden türetilen elektromanyetik dalgaların hızına çok benzediğini keşfetti, bu nedenle ışık hızının ve elektromanyetik dalgaların esasen aynı olduğundan şüphelenmeye başladı. Ne yazık ki, sonuca varmadan önce ölümle devrildi.
20. yüzyıla gelindiğinde, ışığın doğası daha net ve daha net hale geldi ve sonunda bilim adamları ışığın gerçekten de bir tür elektromanyetik dalga olduğunu belirlediler. Bu nedenle ışığın hızını bilmek istiyorsanız dalga prensibini kullanarak ölçebilirsiniz. Bu ilke, lise fiziğinin temel bilgisidir: dalga hızı = frekans ile çarpılan dalga boyu.
1972'de Amerikan Ulusal Standartlar Bürosu'ndan Elson, metan lazerin dalga boyunu ve frekansını ölçtü. Bu yöntem hatalara neden olabilecek faktörleri büyük ölçüde azaltabilir.Bu nedenle, frekans ve dalga boyu ölçümü nispeten çok doğrudur, bu nedenle onun tarafından hesaplanan ışık hızı da son derece doğrudur ve sonuç 299792.5 ± 1km / s'dir.
Sadece bu da değil, 1983'te Uluslararası Metroloji Konferansı, uluslararası uzunluk birimi olan metrenin ışık hızına göre yeniden tanımlanmasına karar verdi. Başka bir deyişle, peşinde olduğumuz şey artık ışığın saniyede kaç metre yol alabileceği değil, bir metrenin ne kadar süreyle ışık hızıyla tanımlandığıdır. O andan itibaren, 1 metre şu şekilde tanımlanır: ışığın bir saniyede vakumda kat ettiği mesafenin 1/299792458'i.
Şimdiye kadar, vakumda ışığın yayılma hızının bir sonu oldu. Einstein'ın görelilik teorisine göre, bu aynı zamanda evrenin kaderini belirleyen evren maddesinin hızının üst sınırıdır.
Ayrıca ışık hızını da ölçebilirsiniz
Bir zamanlar pek çok bilim insanını şaşırtan ışık hızı, aslında şimdi evde mikrodalga kullanarak bunu evde ölçebilirsiniz.
Bu yöntemi öğrenmeden önce, öncelikle mikrodalga fırınların prensibini anlamalıyız. Mikrodalga fırının yiyecekleri ısıtabilmesinin nedeni, ultra yüksek frekanslı mikrodalgalar yayabilmesidir. Doğadaki mikrodalgalar aslında her yerdedir, ancak nesneleri ısıtamazlar, önemli olan çok dağınık olmalarıdır. Mikrodalga fırın, yüksek frekanslı mikrodalgaları yoğun bir şekilde yayan kapalı bir mikrodalga rezonans boşluğu oluşturur. Gıdanın içindeki parçacıkları mikrodalga ile salınım yaparak, bu parçacıkların mikroskobik hareketi daha şiddetli olur ve makroskopik performans ısınıyor.
Işık dalgaları gibi, mikrodalgalar da aslında elektromanyetik dalgalardır. Bu nedenle mikrodalga fırınınızın yaydığı mikrodalgaların hızını hesapladığınız sürece ışık hızını hesaplayabilirsiniz.
Buradaki mikrodalganın hızının hesaplanması da çok basit aslında Elson ile aynı, önce dalga boyunu ve frekansı bulabilirsiniz. Frekans çok basittir, çünkü mikrodalga fırının etiketi açıkça yazılmıştır, genellikle 2450M Hz, bu da saniyede 2,45 milyar salınım anlamına gelir (bu deneyi denemek istiyorsanız, lütfen mikrodalga fırınınızın frekansına bakın). Gereken tek şey dalga boyu.
Sözde mikrodalganın aslında 0.1 mm ile 1 metre arasında bir dalga boyuna sahip elektromanyetik bir dalga olduğunu biliyoruz. İçiniz rahat olsun, mikrodalga fırınınızın mikrodalga dalga boyu alt sınır aralığında olmayacaktır Kısacası bu dalga boyu cetvelinizle ölçülebilir.
Bunu söyledikten sonra, bu dalga boyu nasıl ölçülür?
Aslında çok basit, daha büyük bir parça çikolata alın. Çikolata koymazsanız eritmesi daha kolay olan tereyağı işinize yarayacak Bu makale çikolata hakkında konuşacak. Ardından, buzdolabındaki fili büyütmek ve çikolatayı içine koymak için Song Dandan'ın adımlarını izleyin.
ısıtma.
Uzun olması gerekmez, sadece 10 saniye veya 10 saniye. Tümü erirse ölçülemez.
Isıtma süresini iyi kontrol ederseniz, bu çikolata parçasının tamamen erimediğini, ortadan eritildiğini ve sürekli erimediğini, ancak parça parça eritildiğini göreceksiniz. Daha sonra, iki erime noktasının merkezleri arasındaki mesafe yarım dalga boyudur.
Neden yarım dalga boyu?
Çünkü elektromanyetik dalgalar, aşağıdaki resimdeki gibi enine dalgalardır, yani dalga şeklindedir.
Mektuplar fare ile yazılıyor, bu biraz çirkin, lütfen bana püskürtme ...
Çikolatanız bu yatay çizgi üzerine yerleştirilir.Sarı dairenin oluşturduğu eğri, mikrodalganın görüntüsüdür.A ~ C tam bir döngüdür, ancak B de çizgi üzerindedir, bu nedenle A, B ve C olmak üzere üç nokta olacaktır. Çikolata erimiş delikler.
Bu nedenle, AC'nin uzunluğu, mikrodalga fırınınız tarafından salınan mikrodalganın dalga boyunun etiket üzerindeki frekansla çarpılmasıdır, elektromanyetik dalgaların yayılma hızını, yani ışığı bilirsiniz!
Bakın, bilim ve teknolojinin gelişmesi sayısız bilim insanının ışık hızını sofistike aletler kullanarak ölçmesini ve beyinlerini harap etmesini zorlaştırdı ve sıradan insanlar tarafından ölçülebilen veriler haline geldi.
Bazı insanların kendi başlarına yapma arzusunu tatmin etmek için burada veri vermeyeceğiz, eğer ilgileniyorsanız ışık hızını ölçmek için evde deneyler yapabilirsiniz. Önceki bölümleri izleyen arkadaşlar, o sırada Newton tarafından tahmin edilen ışık hızının saniyede 210.000 kilometre olduğunu ve mevcut doğru değerin yaklaşık% 70'i olduğunu hatırlıyor. Sonuçta, mikrodalga fırınlar gibi "ileri teknoloji ürünü" bir ürün yoktu.
Mikrodalga fırınınızın ölçtüğü ışık hızı, modern bilim adamları kadar doğru olmasa da, Newton Amca tarafından tahmin edilen verilerden en azından çok daha doğru olduğunu söylemek istiyorum ...
İlgili makale: "Bilim mantıklı" Işık hızı çok hızlı, bilim adamları bunu nasıl ölçüyor?
Bilim mantıklı: Bilim adamları ışığın hızını nasıl doğru bir şekilde ölçüyor? Deney ve teorinin mükemmel uyumu
