प्रकाश की गति भी प्रकाश का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, प्रकाशिकी के विकास के इतिहास में इसका निर्धारण एक बहुत ही विशेष और महत्वपूर्ण महत्व है, न केवल ऑप्टिकल प्रयोगों के गहन विकास को बढ़ावा देने के लिए, बल्कि पारंपरिक अवधारणा को तोड़ने के लिए भी। प्रकाश की गति अनंत. भौतिकी के सैद्धांतिक अध्ययन के विकास में, कण सिद्धांत के लिए प्रकाश की गति का निर्धारण और बहस के उतार-चढ़ाव सिद्धांत निर्णय के लिए एक आधार प्रदान करते हैं, और अंततः आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत की खोज और विकास को बढ़ावा देते हैं।
प्रकाश की गति कैसे मापी जाती है
1. प्रकाश की गति के मापन की प्रस्तावना
प्रकाश की गति को लेकर भौतिकी में विवाद था। केप्लर और डेसकार्टेस दोनों का मानना था कि प्रकाश बिना समय और एक पल में यात्रा करता है। गैलीलियो का मानना था कि प्रकाश की गति, हालांकि असामान्य रूप से तेज़ है, मापी जा सकती है और 1607 में, गैलीलियो ने प्रकाश की गति को मापने के लिए सबसे पहला प्रयोग किया। गैलीलियो की माप की विधि यह है कि दो लोग दो पहाड़ों की चोटी पर 1.6093 किमी की दूरी पर खड़े थे, प्रत्येक के पास एक दीपक था, पहले व्यक्ति ने दीपक उठाया, जब दूसरे व्यक्ति ने पहले व्यक्ति का दीपक देखा तो तुरंत अपना दीपक उठाया, पहला व्यक्ति दीपक उठाकर दूसरे व्यक्ति के दीपक को देखकर प्रकाश प्रसार समय के बीच का अंतराल देखेगा और फिर दोनों स्थानों के बीच की दूरी के अनुसार प्रकाश प्रसार की गति प्राप्त कर सकेगा। हालाँकि, प्रकाश प्रसार की गति बहुत तेज़ होने के कारण, पर्यवेक्षक के पास एक निश्चित प्रतिक्रिया समय भी होना चाहिए, इसलिए गैलीलियो के प्रयास सफल नहीं हुए, लेकिन गैलीलियो का प्रयोग प्रकाश प्रसार की गति को मापने के लिए मानव इतिहास का उद्घाटन है अध्ययन की प्रस्तावना.
2. खगोलीय मापन
1676 में, डेनिश खगोलशास्त्री रोमर ने पहली बार प्रकाश की गति को मापने का एक अधिक प्रभावी तरीका प्रस्तावित किया। किसी भी आवधिक प्रक्रिया को "घड़ी" के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, और वह बृहस्पति की घड़ी को खोजने में सफल रहे, जो पृथ्वी से बहुत दूर है: बृहस्पति द्वारा हर निश्चित अवधि में ग्रहण किया जाने वाला एक उपग्रह। उन्होंने देखा कि लगातार दो उपग्रह ग्रहणों के बीच का समय, जब पृथ्वी बृहस्पति की गति से वापस आती है, पृथ्वी की बृहस्पति की ओर गति की तुलना में लगभग 15 सेकंड के समय के अंतर से अधिक समय लगता है। रोमर ने बृहस्पति के उपग्रह ग्रहणों और पृथ्वी के कक्षीय व्यास के प्रकाश की गति के अवलोकन के माध्यम से: 214300 किमी प्रति सेकंड। इस मान से प्रकाश की गति की सटीकता का अंतर बहुत बड़ा है, लेकिन यह माप पद्धति सही नहीं है, मुख्य बात यह है कि तब पृथ्वी की कक्षा की त्रिज्या को जानना केवल एक अनुमान है, जबकि उपग्रह ग्रहण काल की माप पर्याप्त सटीक नहीं है। बाद में, वैज्ञानिकों ने बृहस्पति के उपग्रह ग्रहणों के समय को मापने के लिए फोटोग्राफिक विधि का उपयोग किया, और पृथ्वी की कक्षीय त्रिज्या की माप की सटीकता में सुधार किया गया, रोमर विधि का उपयोग करके प्रकाश प्रसार की गति 299840 प्रति सेकंड 60 किमी है, जो बहुत करीब है। आधुनिक प्रयोगशाला मापों का सटीक मान।
1728 में, अंग्रेजी खगोलशास्त्री ब्रैडली ने तारों के प्रकाश यात्रा अंतर की विधि का उपयोग करके प्रकाश की गति को मापा। पृथ्वी पर तारों का अवलोकन करते समय, ब्रैडली ने देखा कि तारों की स्पष्ट स्थिति लगातार बदल रही थी, और एक वर्ष के भीतर सभी तारे एक सप्ताह के लिए आंचल के चारों ओर समान आधी लंबाई वाली अक्षों के साथ एक दीर्घवृत्त की परिक्रमा करते दिखाई दिए। उन्होंने इस घटना को इस तथ्य के लिए जिम्मेदार ठहराया कि तारों से प्रकाश को जमीन तक आने में कुछ समय लगा और इस दौरान पृथ्वी ने घूमने के कारण अपनी स्थिति बदल ली, जिससे उन्होंने प्रकाश की गति 299,930 किमी प्रति मापी। दूसरा।
3. गियर मापन
1849 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक फिसोट ने पहली बार प्रकाश प्रसार की गति निर्धारित करने के लिए एक डिज़ाइन किए गए प्रायोगिक उपकरण का उपयोग किया था, और उनके माप का सिद्धांत गैलीलियो के समान था। उन्होंने लेंस के फोकस बिंदु में एक बिंदु प्रकाश स्रोत रखा, लेंस और प्रकाश स्रोत के बीच एक गियर लगाने के लिए, लेंस में दूसरे लेंस के दूर की तरफ और बदले में एक समतल दर्पण रखा। समतल दर्पण दूसरे लेंस के फोकस में स्थित होता है। गियर और लेंस के माध्यम से प्रकाश द्वारा जारी किए गए बिंदु प्रकाश स्रोत को समानांतर प्रकाश में, दूसरे लेंस के माध्यम से समानांतर प्रकाश और फिर समतल दर्पण में एक बिंदु पर एकत्र किया जाता है, मूल तरीके से प्रतिबिंब के बाद समतल दर्पण में। चूंकि गियर में गैप और दांत होते हैं, जब प्रकाश गैप से होकर गुजरता है तो प्रेक्षक लौटती हुई रोशनी को देख सकता है, जब प्रकाश दांतों से मिलता है तो वह अस्पष्ट हो जाएगा। लौटने वाली रोशनी की शुरुआत से पहली बार गायब होने तक का समय प्रकाश द्वारा एक चक्कर लगाने में लगने वाला समय है, और गियर की गति के अनुसार, इस समय का पता लगाना मुश्किल नहीं है। इस प्रकार, फिशर ने प्रकाश की गति 315,{2}} किलोमीटर प्रति सेकंड मापी, और क्योंकि गियर एक निश्चित चौड़ाई के थे, इसलिए इस विधि का उपयोग करके प्रकाश प्रसार की गति को सटीक रूप से मापना मुश्किल था।
1850 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी फौकॉल्ट ने केवल एक लेंस, एक घूमने वाले समतल दर्पण और एक अवतल दर्पण का उपयोग करके फिसो की विधि में सुधार किया। समानांतर प्रकाश घूमते हुए समतल दर्पण के माध्यम से अवतल दर्पण के केंद्र पर परिवर्तित होता है, और समतल दर्पण की समान घूर्णी गति का उपयोग प्रकाश किरण के गोल यात्रा समय को खोजने के लिए किया जा सकता है, और इस तरह से मापी गई प्रकाश की गति 298 है ,000किमी प्रति सेकंड।
4. माइक्रोवेव माप विधि
प्रकाश तरंगें विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का एक छोटा सा हिस्सा हैं, वैज्ञानिक विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के प्रत्येक प्रकार के विद्युत चुम्बकीय तरंग मापदंडों का सटीक माप करते हैं। 1950, ईसेन ने प्रकाश की गति को मापने के लिए एक गुहा अनुनाद विधि का प्रस्ताव रखा। माप का सिद्धांत है: गुहा के माध्यम से माइक्रोवेव, जब इसकी आवृत्ति एक निश्चित मान प्रतिध्वनित होगी, अनुनाद तरंग दैर्ध्य λ और आर के बीच संबंध की परिधि की अनुनाद गुहा इस प्रकार है:
R=2.404825λ
और फिर तरंगदैर्घ्य और आवृत्ति के गुणनफल के अनुसार प्रकाश की गति प्राप्त होगी। अनुनाद गुहा के व्यास को सटीक रूप से मापकर सटीक अनुनाद तरंग दैर्ध्य निर्धारित किया जा सकता है, जबकि गुहा के व्यास को इंटरफेरोमेट्रिक विधियों द्वारा सटीक रूप से मापा जा सकता है, विद्युत चुम्बकीय आवृत्ति को चरण-दर-चरण अंतर आवृत्ति विधि द्वारा सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। ईसेन ने अपनी प्रस्तावित विधि से 299792.5 सेकेंड 1 किमी प्रति सेकंड के लिए प्रकाश की गति प्राप्त की, माप सटीकता 10-7।
5. लेजर मापन
1972 में, बोल्डर, कोलोराडो, संयुक्त राज्य अमेरिका में राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) ने प्रकाश की गति निर्धारित करने के लिए लेजर इंटरफेरोमेट्री का उपयोग किया, जिससे सी =299792456 .2 ± 1.1 मीटर/सेकेंड प्राप्त हुआ और माप सटीकता प्राप्त हुई। तक, जो पिछले माप से 100 गुना अधिक सटीक है। चूँकि समान प्रयोगों से प्रकाश की गति के लिए समान मान प्राप्त हुए, 1983 में वज़न और माप पर 17वें अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन ने प्रकाश की गति के मान के रूप में 299792458m/s की सिफारिश की।
प्रकाश गति माप की छवि कालक्रम
प्रकाश की गति को मापने के 300 से अधिक वर्षों का सफर तय हो चुका है और अंततः इसे अंतिम रूप दे दिया गया है। जांच की प्रक्रिया में, वैज्ञानिकों ने सिद्धांत और व्यवहार, गणना और माप को पूरी तरह से संयोजित किया और अंततः प्रकाश की गति का सटीक मूल्य प्राप्त किया।
प्रकाश की गति का निर्धारण न केवल इकाई "मीटर" की परिभाषा को प्रभावित करता है, बल्कि आगे के शोध में भी मदद करता है। प्रकाश की गति और "मीटर" जैसी मानक इकाइयाँ तुच्छ लग सकती हैं, लेकिन उन्होंने मानव सभ्यता की प्रगति देखी है। विज्ञान की कोई सीमा नहीं है, और दुनिया का पता लगाने के लिए मानव जाति की यात्रा अभी शुरू हुई है।
