يعود تاريخ تحديد سرعة الضوء إلى زمن غاليليو غاليلي. قبل غاليليو ، كانت سرعة الضوء تعتبر بلا حدود. كان غاليليو أول من حاول مع مساعده لتحديد سرعة الضوء. كانت التجربة أن جاليليو والمساعد ، كانا مع فوانيس على تلين ، كانت المسافة بينهما معروفة. فتح واحد منهم مصراع على المصباح ، والثاني هو أن تفعل الشيء نفسه عندما رأى ضوء المصباح الأول. معرفة المسافة والزمن (التأخير قبل أن يفتح المساعد المصباح) يتوقع Galileo حساب سرعة الضوء. ومع ذلك ، لم يحدث شيء.
لاحظ أولاف رومر أثناء دراسة حركة ساتل Io في مدار حول كوكب المشتري ، حدوث تأخير في وصول الضوء من القمر الصناعي في مواقع مختلفة من الأرض في المدار. بناءً على ذلك ، حدد سرعة الضوء تساوي 220،000 كم / ثانية.
حدد الفلكي الإنجليزي ج. برادلي هذا الرقم إلى 308،000 كم / ثانية. في وقت لاحق ، قام عالم الفيزياء الفلكية الفرنسي فرانسوا أرجو وليون فوكو بقياس سرعة الضوء ، حيث حصلوا على 298000 كم / ثانية عند "الخروج". اقترح مبتكر مقياس التداخل ، عالم الفيزياء الأمريكي الشهير ألبرت ميشيلسون ، تقنية قياس أكثر دقة.
استمرت تجارب ميشيلسون في الفترة من 1924 إلى 1927 وكانت تتألف من 5 سلاسل من الملاحظات. تم تركيب مصدر ضوئي ومرآة ومنشور مثمن دائري على جبل ويلسون بالقرب من لوس أنجلوس ، وبعد 35 كم على جبل سان أنطونيو تم تركيب مرآة عاكسة. في البداية ، سقط الضوء عبر العدسة والشق على منشور دوار بمساعدة دوار عالي السرعة (بسرعة 528 دورة في الدقيقة). يمكن للمشاركين في التجارب ضبط تردد الدوران بحيث تكون صورة مصدر الضوء مرئية بوضوح في العدسة. حدد ميشيلسون قيمة سرعة الضوء - 299796 كم / ثانية.
أخيرًا ، قرر العلماء سرعة الضوء في النصف الثاني من القرن العشرين ، عندما تم إنشاء الماسرات والليزر ، والتي تتميز بأعلى ثبات في تردد الإشعاع. في بداية السبعينات ، انخفض خطأ القياس إلى 1 كم / ثانية. ونتيجة لذلك ، بناءً على توصية المؤتمر العام الخامس عشر للأوزان والمقاييس ، الذي عقد في عام 1975 ، تقرر النظر في أن سرعة الضوء في الفراغ تساوي الآن 299792.458 كم / ثانية.
ولكن الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن سرعة الضوء لا تعتمد على اتجاه الانتشار في ISO الأرض. وهذا يثبت العديد من التجارب. لقد أثبت العلماء الألمان مرة أخرى ثبات سرعة الضوء [1]. تم إثبات ثبات سرعة الضوء في المختبر أثناء الراحة بالنسبة لسطح الأرض بقوة.
جميع التجارب التي أجريت في وقت سابق لم تختلف اختلافا جذريا عن بعضها البعض. تم تأكيد ثبات سرعة الضوء من خلال علامات غير مباشرة. في مقاييس التداخل ، حاولوا تأكيد التغير في سرعة الضوء بتحويله إلى 90 درجة لرؤية التغيير في صورة التداخل. استندت تجارب أخرى إلى محاولة لإحداث تغيير في وتيرة الإشعاع أثناء دوران الجهاز المشع. استندت القياسات المباشرة لسرعة الضوء على مسار الحزمة ذهابًا وإيابًا ، مما قد يؤدي إلى حدوث أخطاء في القياس.
دعونا نحاول أن نظهر الفرق في سرعة الضوء في الاتجاهات في المختبر في بقية نسبة إلى سطح الأرض عن طريق قياس سرعات الضوء مباشرة خلال التجربة. سوف نحل هذه المشكلة بمساعدة تثبيت مصمم خصيصًا قادر على تحديد سرعة الضوء في اتجاه واحد. سنعهد بمعالجة جميع البيانات إلى الكمبيوتر من خلال إنشاء برنامج خاص.
STO لا يعترض على حقيقة أنه في حالة الاقتراب من الجسم مع التدفق الضوئي ، تتم إضافة سرعات الضوء والجسم. إذا ابتعد الجسم ، يتم خصم سرعة الجسم من سرعة الضوء.
الشكل 1: رسم تخطيطي لجهاز لقياس سرعة تدفق الضوء في اتجاه واحدلتحديد السرعة في اتجاه واحد لتدفق الضوء ، تحتاج إلى جهاز (الشكل 1) يتكون من:
1. الليزر.
2. الأنابيب. من الممكن سد الهواء وضخه.
3. مرآة شفافة.
4. ساعتين من نفس التصميم. الوزن والأبعاد ليست ذات أهمية أساسية ، لكن يمكنها حساب الوقت بدقة تتراوح من 10 إلى 10 درجات في الثانية.
5 و 7. على مدار الساعة بدء أجهزة الاستشعار.
6. مصدر الضوء لإدراج متزامن من الساعات.
8. جهاز استشعار لإيقاف عقارب الساعة.
9. مجرد مرآة.
10. يمكن أن يكون الجهاز موجودًا على القرص الدوار ، أو يكون ثابتًا.
الأبعاد داخل العقل. لطول 15 متر. للخط الثابت يصل إلى 1km.
يوضح الشكل 1 (أ) عملية بدء الساعة بشكل متزامن. الجبهة الضوء من مصدر الضوء ، بعد أن مرت مسافات متساوية إلى أجهزة الاستشعار لتشغيل على مدار الساعة ، في وقت واحد تشغيلها. تحتوي الساعة على شاشتين: العرض الرئيسي ، وهو حساب مستمر للوقت والعرض الإضافي الذي يمكن نقل الوقت فيه من العرض الرئيسي. يتم إيقاف تشغيل الشاشة المساعدة بواسطة المستشعر لإيقاف تشغيل الساعة 8. بعد المزامنة ، نقوم بتوزيع الساعة (التوزيع) على أماكن خاصة وتوصيلها بحيث تقوم الأشعة المنعكسة من المرايا بفصلها.
يمكن إجراء التزامن على مدار الساعة ، كما هو موضح هنا [2].
يوضح الشكل 1 (ب) مخطط التشغيل لهذا الجهاز.
ينبعث الليزر من نبض قصير من الضوء. توقف الضوء المنعكس من مرآة شفافة عن الساعات الأولى. تنعكس من مرآة معتمة ، وتوقف الساعة الثانية. الفرق بين قراءات الساعة هو الوقت الذي تنتقل فيه الحزمة بين المرايا. ستكون المسافة بيننا معروفة. يتم حساب سرعة الضوء في هذا الاتجاه. يدور الجهاز على منصة أو ، إذا كان ثابتًا ، بسبب دوران الأرض. في حالة توجيهها في اتجاه حركة الأرض في الفضاء ، فإن المرآة الثانية ، بسبب حركة الأرض ، ستقترب من الحزمة ، وفي هذه الحالة ستكون سرعة الضوء الأقصى ، في حالة الابتعاد عن الحد الأدنى للحزمة. الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى لسرعات الضوء ، مقسومًا إلى نصفين ، هو سرعة الأرض.
الاتجاه من الحد الأقصى إلى الحد الأدنى للسرعة هو اتجاه حركة الأرض. كمبيوتر متصل بهذا الجهاز ، يتم إنشاء برنامج خاص. في الواقع ، هذا هو المكان الذي تنتهي فيه القصة مع ثبات سرعة الضوء
والأكثر إثارة للاهتمام. يمكن استخدام هذا الجهاز كمقياس سرعة لتحديد سرعة واتجاه الأرض في الفضاء. يبقى فقط لصنع الجهاز والتحقق مما حددته.
معرفة العالم ، لا يمكنك التوقف عند هذا الحد. من الضروري البحث باستمرار عن إجابات لحقائق شائعة على ما يبدو. هذا هو ما يميز الباحث الحقيقي عن أتباعه. لا توجد سلطات في العلوم ليست استنتاجاتها موضع شك.
الخاتمة لا يستند هذا العمل إلى الاستنتاجات الخاطئة للعلوم الحديثة. يتيح لك النظر إلى العالم من زاوية مختلفة ، مما يجعله أقرب إلى فهم الفيزياء الجديدة.
المراجع
- أكد الفيزيائيون ثبات سرعة الضوء
- حقق الفيزيائيون التزامن القياسي من الساعات الذرية
- لإعداد هذا العمل ، تم استخدام مواد من الموقع