Il-veloċità tad-dawl hija wkoll parametru importanti tad-dawl, id-determinazzjoni tagħha fl-istorja tal-iżvilupp tal-ottika għandha sinifikat speċjali u importanti ħafna, mhux biss biex tippromwovi l-iżvilupp profond ta 'esperimenti ottiċi, iżda wkoll biex tkisser il-kunċett tradizzjonali tal- veloċità tad-dawl infinita. Fl-iżvilupp tal-istudju teoretiku tal-fiżika, id-determinazzjoni tal-veloċità tad-dawl għat-teorija tal-partiċelli u t-teorija tal-fluttwazzjoni tad-dibattitu tipprovdi bażi għal ġudizzju, u fl-aħħar jippromwovi l-iskoperta u l-iżvilupp tat-teorija tar-relattività ta 'Einstein.
Kif titkejjel il-veloċità tad-dawl
1. Prologu għall-Kejl tal-Veloċità tad-Dawl
Kien hemm tilwima fil-fiżika dwar il-veloċità tad-dawl. Kemm Kepler kif ukoll Descartes emmnu li d-dawl ivvjaġġa mingħajr ħin u f’mument. Galileo kien jemmen li l-veloċità tad-dawl, għalkemm mhux tas-soltu mgħaġġla, setgħet titkejjel, u fl-1607, Galileo wettaq l-ewwel esperiment biex ikejjel il-veloċità tad-dawl. Il-metodu ta 'kejl ta' Galileo huwa li tħalli żewġ persuni kienu wieqaf 1.6093km 'il bogħod minn xulxin fuq il-quċċata ta' żewġ muntanji, kull wieħed b'lampa, l-ewwel persuna li tgħolli l-lampa, meta t-tieni persuna rat il-lampa tal-ewwel persuna immedjatament għollet il-lampa tiegħu stess, minn l-ewwel persuna li tgħolli l-lampa biex tara l-fanal tat-tieni persuna hija l-intervall bejn il-ħin tal-propagazzjoni tad-dawl, u mbagħad skont id-distanza bejn iż-żewġ postijiet tkun tista 'tikseb il-veloċità tal-propagazzjoni tad-dawl. Madankollu, minħabba l-veloċità tal-propagazzjoni tad-dawl hija mgħaġġla wisq, flimkien ma 'l-osservatur għandu jkollu wkoll ċertu ħin ta' reazzjoni, għalhekk it-tentattivi ta 'Galileo ma rnexxilhomx, iżda l-esperiment ta' Galileo huwa l-ftuħ tal-istorja tal-bniedem fuq il-veloċità tal-propagazzjoni tad-dawl biex ikejjel il- preludju għall-istudju.
2. Kejl Astronomiku
Fl-1676, l-astronomu Daniż Rømer l-ewwel ippropona metodu aktar effettiv biex titkejjel il-veloċità tad-dawl. Kwalunkwe proċess perjodiku jista 'jintuża bħala "arloġġ", u rnexxielu jsib l-arloġġ ta' Ġove, li huwa 'l bogħod ħafna mid-Dinja: satellita eclipsed minn Ġove kull ċertu perjodu. Huwa osserva li l-ħin bejn żewġ eklissi konsekuttivi bis-satellita, meta d-Dinja lura mill-moviment ta 'Ġove, mill-moviment tad-Dinja lejn Ġove itwal mid-differenza fil-ħin ta' madwar 15 s. Romer permezz tal-osservazzjoni tal-eklissi bis-satellita ta' Ġove u d-dijametru orbitali tad-Dinja tal-veloċità tad-dawl: 214300km kull sekonda. dan il-valur mill-veloċità tad-dawl tal-eżattezza tal-valur tad-differenza hija kbira ħafna, iżda dan mhuwiex il-metodu ta 'kejl mhuwiex tajjeb, il-ħaġa prinċipali hija li l- imbagħad Kun af ir-raġġ tal-orbita tad-Dinja hija biss approssimazzjoni, filwaqt li l-kejl tal-perjodu ta 'eclipsing bis-satellita mhuwiex preċiż biżżejjed. Aktar tard, ix-xjentisti użaw il-metodu fotografiku biex ikejlu l-ħin tal-eklissi tas-satellita ta 'Ġove, u l-eżattezza tal-kejl tar-raġġ orbitali tad-Dinja hija mtejba, bl-użu tal-metodu Romer biex issib il-veloċità tal-propagazzjoni tad-dawl hija 299840 kull sekonda 60km, qrib ħafna ta' il-valur preċiż tal-kejl tal-laboratorju modern.
Fl-1728, l-astronomu Ingliż Bradley kejjel il-veloċità tad-dawl bl-użu tal-metodu tad-dawl li jivvjaġġa d-differenza tal-istilel. Waqt li kien qed josserva l-istilel fid-Dinja, Bradley innota li l-pożizzjonijiet apparenti tal-kwiekeb kienu qed jinbidlu kontinwament, u li fi żmien sena l-istilel kollha dehru jorbitaw ellissi b'assi ugwali ta' nofs tul madwar iż-zenith għal ġimgħa. Huwa attribwixxa dan il-fenomenu għall-fatt li dam xi żmien biex id-dawl mill-kwiekeb jivvjaġġa lejn l-art, u li matul dan iż-żmien id-dinja kienet bidlet il-pożizzjoni b'rotazzjoni, li minnha kejjel il-veloċità tad-dawl biex tkun 299,930km kull it-tieni.
3. Kejl tal-Irkaptu
Fl-1849, ix-xjenzat Franċiż Fissot l-ewwel uża apparat sperimentali ddisinjat biex jiddetermina l-veloċità tal-propagazzjoni tad-dawl, u l-prinċipju tal-kejl tiegħu kien simili għal dak ta 'Galileo. Poġġa sors tad-dawl punt fil-punt fokali tal-lenti, bejn il-lenti u s-sors tad-dawl biex ipoġġi ger, fil-lenti fuq in-naħa l-oħra tan-naħa l-oħra tal-lenti l-oħra u mera pjan imqiegħda min-naħa tagħha, il- mera pjan tinsab fil-fokus tat-tieni lenti. Sors tad-dawl tal-punt maħruġ mid-dawl permezz tal-gerijiet u l-lentijiet f'dawl parallel, dawl parallel permezz tat-tieni lenti u mbagħad fil-mera tal-pjan miġbura f'punt, fil-mera tal-pjan wara riflessjoni fil-mod oriġinali lura. Peress li l-irkaptu għandu vojt u snien, meta d-dawl jgħaddi mill-vojt meta l-osservatur jista 'jara d-dawl tar-ritorn, meta d-dawl jiġri li jiltaqa' mas-snien se jkun mgħotti. Il-ħin mill-bidu sa l-ewwel għajbien tad-dawl li jirritorna huwa l-ħin meħud mid-dawl biex jagħmel vjaġġ wieħed bir-ritorn, u skont il-veloċità tal-gerijiet, din id-darba mhix diffiċli biex issir taf. B'dan il-mod, Fischer kejjel il-veloċità tad-dawl bħala 315,000 kilometri kull sekonda, u minħabba li l-gerijiet kienu ta 'ċerta wisa', kien diffiċli li titkejjel b'mod preċiż il-veloċità tal-propagazzjoni tad-dawl bl-użu ta 'dan il-metodu.
Fl-1850, il-fiżiku Franċiż Foucault tejjeb il-metodu ta’ Fisso billi uża biss lenti, mera b’wiċċ li jdur u mera konkava. Dawl parallel jikkonverġi fuq iċ-ċentru tal-mera konkava permezz tal-mera tal-pjan li jdur, u l-istess veloċità rotazzjonali tal-mera tal-pjan tista 'tintuża biex issib il-ħin tal-vjaġġ bir-ritorn tar-raġġ tad-dawl, u l-veloċità tad-dawl imkejla b'dan il-mod hija 298 ,000km fis-sekonda.
4. Metodu ta 'kejl microwave
Il-mewġ tad-dawl huma parti żgħira mill-ispettru elettromanjetiku, ix-xjentisti tal-ispettru elettromanjetiku ta 'kull tip ta' parametri tal-mewġ elettromanjetiku huma mwettqa kejl ta 'preċiżjoni. 1950, Eisen ippropona metodu ta 'reżonanza tal-kavità biex titkejjel il-veloċità tad-dawl. Il-prinċipju tal-kejl huwa:Microwave permezz tal-kavità, meta l-frekwenza tiegħu tkun ċertu valur se tirresona, il-wavelength tar-reżonanza λ u l-kavità tar-reżonanza taċ-ċirkonferenza taċ-ċirkonferenza tar-relazzjoni bejn R bħala:
R=2.404825λ
U mbagħad skond il-prodott tal-wavelength u l-frekwenza se tikseb il-veloċità tad-dawl. Billi tkejjel b'mod preċiż id-dijametru tal-kavità tar-reżonanza tista 'tiddetermina l-wavelength tar-reżonanza eżatta, filwaqt li d-dijametru tal-kavità jista' jitkejjel b'mod preċiż b'metodi interferometriċi, il-frekwenza elettromanjetika tista 'tiġi ddeterminata b'mod preċiż b'metodu ta' frekwenza differenzjali pass pass. Eisen bil-metodu propost tiegħu biex tikseb il-veloċità tad-dawl għal 299792.5 s 1km kull sekonda, l-eżattezza tal-kejl ta '10-7.
5. Kejl bil-lejżer
Fl-1972, l-Istitut Nazzjonali tal-Istandards u t-Teknoloġija (NIST) f'Boulder, Colorado, l-Istati Uniti, uża l-interferometrija tal-lejżer biex jiddetermina l-veloċità tad-dawl, li ta c=299792456.2±1.1m/s, u kiseb preċiżjoni tal-kejl. sa 10-9, li huwa 100 darba aktar preċiż mill-kejl preċedenti. Peress li esperimenti simili taw valuri simili għall-veloċità tad-dawl, is-17-il Konferenza Internazzjonali dwar il-Piżijiet u l-Kejl fl-1983 rrakkomandat 299792458m/s bħala l-valur għall-veloċità tad-dawl.
Kronoloġija tal-Immaġni tal-Kejl tal-Veloċità tad-Dawl
Il-veloċità tad-dawl ilha fuq vjaġġ ta 'aktar minn 300 sena ta' kejl u finalment ġiet iffinalizzata. Fil-proċess ta 'inkjesta, ix-xjenzati kkombinaw perfettament it-teorija u l-prattika, il-kalkolu u l-kejl, u finalment kisbu valur preċiż tal-veloċità tad-dawl.
Id-determinazzjoni tal-veloċità tad-dawl mhux biss taffettwa d-definizzjoni tal-unità "meter", iżda tgħin ukoll aktar riċerka. Unitajiet standard bħall-veloċità tad-dawl u l-"meter" jistgħu jidhru trivjali, iżda raw il-progress taċ-ċiviltà umana. Ix-xjenza m'għandhiex limiti, u l-vjaġġ tal-umanità biex tesplora d-dinja għadu kemm beda.
