શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશ કેટલી ઝડપથી મુસાફરી કરે છે

શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ એ એક સૂચક છે જેનો ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે અને એક સમયે સંખ્યાબંધ શોધો કરવાનું શક્ય બનાવે છે, તેમજ ઘણી ઘટનાઓની પ્રકૃતિ સમજાવે છે. વિષયને સમજવા અને આ સૂચક કેવી રીતે અને કઈ પરિસ્થિતિઓમાં શોધાયો તે સમજવા માટે ઘણા મહત્વપૂર્ણ મુદ્દાઓ છે જેનો અભ્યાસ કરવાની જરૂર છે.

પ્રકાશની ગતિ કેટલી છે

શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશના પ્રસારની ગતિને સંપૂર્ણ મૂલ્ય ગણવામાં આવે છે, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનના પ્રસારની ગતિને પ્રતિબિંબિત કરે છે. તે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે અને નાના લેટિન અક્ષર "s" (તે "tse" કહે છે) ના રૂપમાં હોદ્દો ધરાવે છે.

શૂન્યાવકાશમાં, વિવિધ કણો કેટલી ઝડપથી આગળ વધે છે તે નિર્ધારિત કરવા માટે પ્રકાશની ગતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

મોટાભાગના સંશોધકો અને વૈજ્ઞાનિકોના મતે, શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ એ કણોની હિલચાલ અને વિવિધ પ્રકારના રેડિયેશનના પ્રસારની મહત્તમ શક્ય ઝડપ છે.

અસાધારણ ઘટનાના ઉદાહરણો માટે, તે છે:

1. કોઈપણમાંથી દૃશ્યમાન પ્રકાશ સ્ત્રોત.
2. તમામ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન (જેમ કે એક્સ-રે અને રેડિયો તરંગો).
3. ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો (અહીં કેટલાક નિષ્ણાતોના મંતવ્યો અલગ છે).

ઘણા પ્રકારના કણો પ્રકાશની ઝડપની નજીક જઈ શકે છે, પરંતુ તે ક્યારેય પહોંચી શકતા નથી.

પ્રકાશની ગતિનું ચોક્કસ મૂલ્ય

વિજ્ઞાનીઓ પ્રકાશની ઝડપ કેટલી છે તે નક્કી કરવા માટે ઘણા વર્ષોથી પ્રયાસ કરી રહ્યા છે, પરંતુ છેલ્લી સદીના 70 ના દાયકામાં સચોટ માપન કરવામાં આવ્યું હતું. આખરે સૂચક 299,792,458 m/s હતો +/-1.2 મીટરના મહત્તમ વિચલન સાથે. આજે તે એક અવિચલ ભૌતિક એકમ છે, કારણ કે એક મીટરમાં અંતર સેકન્ડના 1/299,792,458 છે, એટલે કે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશને 100 સે.મી.ની મુસાફરી કરવામાં કેટલો સમય લાગે છે.

વૈજ્ઞાનિક પ્રકાશની ગતિ નક્કી કરવા માટેનું સૂત્ર.

ગણતરીઓને સરળ બનાવવા માટે, સૂચક 300,000,000 m/s (3×108 m/s) સુધી સરળ છે. તે શાળામાં ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસક્રમમાં દરેકને પરિચિત છે, તે ત્યાં છે કે ઝડપ આ સ્વરૂપમાં માપવામાં આવે છે.

ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પ્રકાશની ગતિની મૂળભૂત ભૂમિકા

અભ્યાસમાં જે સંદર્ભ પ્રણાલીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે તે ધ્યાનમાં લીધા વિના, આ સૂચક મુખ્ય પૈકી એક છે. તે તરંગ સ્ત્રોતની હિલચાલ પર આધારિત નથી, જે પણ મહત્વપૂર્ણ છે.

આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા 1905માં અણબનાવની ધારણા કરવામાં આવી હતી. અન્ય વૈજ્ઞાનિક, મેક્સવેલ, જેમને લ્યુમિનિફરસ ઈથરના અસ્તિત્વના પુરાવા મળ્યા ન હતા, તેમણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ વિશે સિદ્ધાંત રજૂ કર્યા પછી આ બન્યું.

પ્રકાશની ઝડપ કરતાં વધુ ઝડપે કારણભૂત અસરનું વહન કરી શકાતું નથી તે વિધાન આજે તદ્દન વાજબી માનવામાં આવે છે.

માર્ગ દ્વારા! ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ એ વાતનો ઇનકાર કરતા નથી કે કેટલાક કણો માનવામાં આવેલા સૂચક કરતાં વધુ ઝડપે આગળ વધી શકે છે. જો કે, તેનો ઉપયોગ માહિતી પહોંચાડવા માટે કરી શકાતો નથી.

ઐતિહાસિક સંદર્ભો

વિષયની વિશેષતાઓને સમજવા અને ચોક્કસ અસાધારણ ઘટના કેવી રીતે મળી તે જાણવા માટે, કેટલાક વૈજ્ઞાનિકોના પ્રયોગોનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ. 19મી સદીમાં, ઘણી શોધો કરવામાં આવી જેણે વૈજ્ઞાનિકોને પાછળથી મદદ કરી, તેઓ મુખ્યત્વે વિદ્યુત પ્રવાહ અને ચુંબકીય અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટનાઓથી સંબંધિત છે.

જેમ્સ મેક્સવેલ દ્વારા પ્રયોગો

ભૌતિકશાસ્ત્રીના સંશોધને અંતરે કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની પુષ્ટિ કરી. ત્યારબાદ, આનાથી વિલ્હેમ વેબરને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમનો નવો સિદ્ધાંત વિકસાવવાની મંજૂરી મળી. મેક્સવેલે સ્પષ્ટપણે ચુંબકીય અને વિદ્યુત ક્ષેત્રોની ઘટનાની સ્થાપના કરી અને નિર્ધારિત કર્યું કે તેઓ એકબીજાને ઉત્પન્ન કરી શકે છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો બનાવે છે. તે આ વૈજ્ઞાનિક હતો જેણે સૌપ્રથમ હોદ્દો "s" નો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું, જે હજી પણ વિશ્વભરના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાય છે.

આનો આભાર, મોટાભાગના સંશોધકોએ પહેલાથી જ પ્રકાશની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રકૃતિ વિશે વાત કરવાનું શરૂ કર્યું. મેક્સવેલ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઉત્તેજનાના પ્રસારની ગતિનો અભ્યાસ કરતી વખતે, નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે આ સૂચક પ્રકાશની ગતિ સમાન છે, એક સમયે તે આ હકીકતથી આશ્ચર્યચકિત થયો હતો.

મેક્સવેલના સંશોધન માટે આભાર, તે સ્પષ્ટ થયું કે પ્રકાશ, ચુંબકત્વ અને વીજળી એ અલગ ખ્યાલો નથી. એકસાથે, આ પરિબળો પ્રકાશની પ્રકૃતિ નક્કી કરે છે, કારણ કે તે ચુંબકીય અને વિદ્યુત ક્ષેત્રનું સંયોજન છે જે અવકાશમાં ફેલાય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ પ્રચારની યોજના.

મિશેલસન અને પ્રકાશની ગતિની સંપૂર્ણતા સાબિત કરવાનો તેમનો અનુભવ

છેલ્લી સદીની શરૂઆતમાં, મોટાભાગના વૈજ્ઞાનિકોએ ગેલિલિયોના સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે મુજબ એવું માનવામાં આવતું હતું કે મિકેનિક્સના નિયમો યથાવત છે, ભલે ગમે તે સંદર્ભની ફ્રેમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે. પરંતુ તે જ સમયે, સિદ્ધાંત મુજબ, જ્યારે સ્ત્રોત ખસે છે ત્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના પ્રચાર વેગમાં ફેરફાર થવો જોઈએ. આ ગેલિલિયો અને મેક્સવેલના સિદ્ધાંતની બંને ધારણાઓ વિરુદ્ધ ગયું, જે સંશોધનની શરૂઆતનું કારણ હતું.

તે સમયે, મોટાભાગના વૈજ્ઞાનિકો "ઇથર થિયરી" તરફ વલણ ધરાવતા હતા, જે મુજબ સૂચકાંકો તેના સ્ત્રોતની ગતિ પર આધાર રાખતા ન હતા, મુખ્ય નિર્ણાયક પરિબળ પર્યાવરણની વિશેષતાઓ હતી.

મિશેલસને શોધ્યું કે પ્રકાશની ગતિ માપની દિશા પર આધારિત નથી.

પૃથ્વી બાહ્ય અવકાશમાં ચોક્કસ દિશામાં આગળ વધતી હોવાથી, પ્રકાશની ગતિ, વેગના વધારાના નિયમ અનુસાર, જ્યારે જુદી જુદી દિશામાં માપવામાં આવે ત્યારે અલગ-અલગ હશે. પરંતુ મિશેલસનને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના પ્રચારમાં કોઈ તફાવત જોવા મળ્યો ન હતો, માપન કઈ દિશામાં કરવામાં આવ્યું હતું તે ધ્યાનમાં લીધા વગર.

ઈથર થિયરી નિરપેક્ષ મૂલ્યની હાજરીને સમજાવી શકી નથી, જે તેની ભ્રમણા વધુ સારી રીતે દર્શાવે છે.

આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનનો સાપેક્ષતાનો વિશેષ સિદ્ધાંત

તે સમયે એક યુવાન વૈજ્ઞાનિકે એક સિદ્ધાંત રજૂ કર્યો જે મોટાભાગના સંશોધકોના વિચારોની વિરુદ્ધ ચાલે છે. તે મુજબ, સમય અને અવકાશમાં એવી લાક્ષણિકતાઓ છે જે શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિના અવ્યવસ્થાને સુનિશ્ચિત કરે છે, સંદર્ભની પસંદ કરેલી ફ્રેમને ધ્યાનમાં લીધા વિના. આનાથી મિશેલસનના અસફળ પ્રયોગો સમજાવવામાં આવ્યા, કારણ કે પ્રકાશના પ્રસારની ગતિ તેના સ્ત્રોતની હિલચાલ પર આધારિત નથી.

[tds_council]આઇન્સ્ટાઇનના સિદ્ધાંતની સાપેક્ષતાની પરોક્ષ પુષ્ટિ એ "સાપેક્ષતાની સાપેક્ષતા" હતી, તેનો સાર આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.[/tds_council]

વ્યક્તિનું સ્થાન પ્રકાશના પ્રસારની તેમની ધારણાને કેવી રીતે અસર કરે છે તેનું ઉદાહરણ.

પહેલા પ્રકાશની ગતિ કેવી રીતે માપવામાં આવતી હતી?

આ સૂચકને નિર્ધારિત કરવાના પ્રયાસો ઘણા લોકો દ્વારા કરવામાં આવ્યા છે, પરંતુ વિજ્ઞાનના વિકાસના નીચા સ્તરને લીધે, અગાઉ આ કરવું સમસ્યારૂપ હતું. આમ, પ્રાચીનકાળના વૈજ્ઞાનિકો માનતા હતા કે પ્રકાશની ગતિ અનંત છે, પરંતુ પાછળથી ઘણા સંશોધકોએ આ ધારણા પર શંકા કરી, જેના કારણે તેને નિર્ધારિત કરવા માટે ઘણા પ્રયત્નો થયા:

1. ગેલિલિયોએ ફ્લેશલાઇટનો ઉપયોગ કર્યો. પ્રકાશ તરંગોના પ્રસારની ઝડપની ગણતરી કરવા માટે, તે અને તેના સહાયક ટેકરીઓ પર હતા, જે વચ્ચેનું અંતર બરાબર નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું. પછી સહભાગીઓમાંથી એકે ફાનસ ખોલ્યું, બીજાએ પ્રકાશ જોતાની સાથે જ તે જ કરવાનું હતું. પરંતુ તરંગોના પ્રસારની ઊંચી ઝડપ અને સમય અંતરાલને ચોક્કસ રીતે નિર્ધારિત કરવામાં અસમર્થતાને કારણે આ પદ્ધતિ પરિણામ આપી શકી નથી.
2. ડેનમાર્કના ખગોળશાસ્ત્રી ઓલાફ રોમરે ગુરુનું અવલોકન કરતી વખતે એક લક્ષણ જોયું. જ્યારે પૃથ્વી અને ગુરુ તેમની ભ્રમણકક્ષામાં વિરુદ્ધ બિંદુઓ પર હતા, ત્યારે Io (ગુરુનો ચંદ્ર) ગ્રહણ ગ્રહની તુલનામાં 22 મિનિટ મોડું હતું. તેના આધારે, તેમણે તારણ કાઢ્યું કે પ્રકાશ તરંગોના પ્રસારની ગતિ અનંત નથી અને તેની મર્યાદા છે. તેમની ગણતરી મુજબ, આ આંકડો આશરે 220,000 કિમી પ્રતિ સેકન્ડ હતો.
   રોમર અનુસાર પ્રકાશની ગતિ નક્કી કરવી.
3. તે જ સમયગાળાની આસપાસ, અંગ્રેજ ખગોળશાસ્ત્રી જેમ્સ બ્રેડલીએ પ્રકાશ વિકૃતિની ઘટના શોધી કાઢી હતી, જ્યારે પૃથ્વીની સૂર્યની આસપાસની હિલચાલ, તેમજ તેની ધરીની આસપાસ પરિભ્રમણને કારણે, જેના કારણે આકાશમાં તારાઓની સ્થિતિ. અને તેમના માટેનું અંતર સતત બદલાતું રહે છે.આ લક્ષણોને લીધે, તારાઓ દર વર્ષ દરમિયાન લંબગોળનું વર્ણન કરે છે. ગણતરીઓ અને અવલોકનોના આધારે, ખગોળશાસ્ત્રીએ ઝડપની ગણતરી કરી, તે 308,000 કિમી પ્રતિ સેકન્ડ હતી.
   પ્રકાશનું વિકૃતિ
4. લેબોરેટરી પ્રયોગ દ્વારા ચોક્કસ સૂચક નિર્ધારિત કરવાનો નિર્ણય લેનાર પ્રથમ વ્યક્તિ લુઈ ફિઝેઉ હતા. તેણે સ્ત્રોતથી 8633 મીટરના અંતરે અરીસાની સપાટી સાથેનો ગ્લાસ સ્થાપિત કર્યો, પરંતુ અંતર નાનું હોવાથી સમયની ચોક્કસ ગણતરી કરવી અશક્ય હતી. પછી વૈજ્ઞાનિકે કોગવ્હીલની સ્થાપના કરી, જે સમયાંતરે દાંત સાથે પ્રકાશને આવરી લે છે. વ્હીલની ગતિ બદલીને, ફિઝૌએ નક્કી કર્યું કે પ્રકાશને દાંત વચ્ચેથી સરકી જવા અને પાછા ફરવાનો સમય ન હતો. તેમની ગણતરી મુજબ, ઝડપ 315 હજાર કિલોમીટર પ્રતિ સેકન્ડ હતી.
   લુઈસ ફિઝેઉનો અનુભવ.

પ્રકાશની ઝડપ માપવા

આ ઘણી રીતે કરી શકાય છે. તેનું વિગતવાર વિશ્લેષણ કરવું યોગ્ય નથી; દરેકને અલગ સમીક્ષાની જરૂર પડશે. તેથી, જાતોને સમજવું સૌથી સરળ છે:

1. ખગોળીય માપ. અહીં, રોમર અને બ્રેડલીની પદ્ધતિઓનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે, કારણ કે તેઓએ તેમની અસરકારકતા સાબિત કરી છે અને હવા, પાણી અને પર્યાવરણની અન્ય લાક્ષણિકતાઓના ગુણધર્મો પ્રભાવને અસર કરતા નથી. અવકાશ શૂન્યાવકાશની સ્થિતિમાં, માપનની ચોકસાઈ વધે છે.
2. કેવિટી રેઝોનન્સ અથવા કેવિટી અસર - આ ગ્રહની સપાટી અને આયનોસ્ફિયર વચ્ચે ઊભી થતી ઓછી-આવર્તન સ્થાયી ચુંબકીય તરંગોની ઘટનાનું નામ છે. વિશિષ્ટ સૂત્રો અને માપન સાધનોમાંથી ડેટાનો ઉપયોગ કરીને, હવામાં કણોની ગતિના મૂલ્યની ગણતરી કરવી મુશ્કેલ નથી.
3. ઇન્ટરફેરોમેટ્રી - સંશોધન પદ્ધતિઓનો સમૂહ જેમાં વિવિધ પ્રકારના તરંગો રચાય છે.આના પરિણામે દખલગીરી અસર થાય છે, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અને એકોસ્ટિક સ્પંદનો બંનેના અસંખ્ય માપને હાથ ધરવાનું શક્ય બનાવે છે.

વિશિષ્ટ સાધનોની મદદથી, વિશિષ્ટ તકનીકોનો ઉપયોગ કર્યા વિના માપ લઈ શકાય છે.

શું સુપરલ્યુમિનલ ગતિ શક્ય છે?

સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતના આધારે, ભૌતિક કણો દ્વારા સૂચકની અતિશયતા કાર્યકારણના સિદ્ધાંતનું ઉલ્લંઘન કરે છે. આને કારણે, ભવિષ્યથી ભૂતકાળમાં અને તેનાથી વિપરીત સંકેતોનું પ્રસારણ શક્ય છે. પરંતુ તે જ સમયે, સિદ્ધાંત એ નકારતું નથી કે ત્યાં કણો હોઈ શકે છે જે ઝડપથી આગળ વધે છે, જ્યારે તેઓ સામાન્ય પદાર્થો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

આ પ્રકારના કણોને ટેચીઓન્સ કહેવામાં આવે છે. તેઓ જેટલી ઝડપથી આગળ વધે છે, તેટલી ઓછી ઊર્જા તેઓ વહન કરે છે.

વિડિઓ પાઠ: ફિઝેઉનો પ્રયોગ. પ્રકાશની ગતિનું માપન. ભૌતિકશાસ્ત્ર ગ્રેડ 11.

શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ એ સતત મૂલ્ય છે; ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ઘણી ઘટનાઓ તેના પર આધારિત છે. તેની વ્યાખ્યા વિજ્ઞાનના વિકાસમાં એક નવો સીમાચિહ્નરૂપ બની ગયો, કારણ કે તેણે ઘણી પ્રક્રિયાઓને સમજાવવાનું શક્ય બનાવ્યું અને સંખ્યાબંધ ગણતરીઓને સરળ બનાવી.