ዛሬ የብርሃን ፎቶኖችን ግፊት ለማረጋገጥ ስለ ሌቤዴቭ ሙከራ እናወራለን። የዚህን ግኝት አስፈላጊነት እና ለዚህ ምክንያት የሆነውን ዳራ እንገልፃለን።
እውቀት የማወቅ ጉጉት ነው
ስለ ጉጉት ክስተት ሁለት እይታዎች አሉ። አንደኛው "የማወቅ ጉጉት ያለው የቫርቫራ አፍንጫ በገበያ ላይ ተቀደደ" በሚለው አባባል ይገለጻል, ሌላኛው - "የማወቅ ጉጉት መጥፎ አይደለም" በሚለው አባባል ነው. ይህ አያዎ (ፓራዶክስ) በቀላሉ የሚፈታው አንድ ሰው ፍላጎት በማይኖርበት ጊዜ ወይም በተቃራኒው አስፈላጊ በሆኑ ቦታዎች መካከል የሚለይ ከሆነ ነው።
ዮሃንስ ኬፕለር ሳይንቲስት ለመሆን አልተወለደም፡ አባቱ በጦርነት ተዋግቷል እናቱ ደግሞ መጠጥ ቤት ትሰራ ነበር። ግን ልዩ ችሎታዎች ነበሩት እና በእርግጥ የማወቅ ጉጉት ነበረው። በተጨማሪም ኬፕለር በከባድ የእይታ እክል ተሠቃይቷል. ግን ግኝቶችን ያደረገው እሱ ነበር, ለየትኛው ሳይንስ ምስጋና ይግባውና መላው ዓለም አሁን ያሉበት. ዮሃንስ ኬፕለር የኮፐርኒከስን ፕላኔቶች ሥርዓት በማብራራት ታዋቂ ነው፣ ዛሬ ግን ስለ ሳይንቲስቱ ሌሎች ስኬቶች እንነጋገራለን::
Inertia እና የሞገድ ርዝመት፡ የመካከለኛው ዘመን ውርስ
ከሃምሳ ሺህ አመታት በፊት ሂሳብ እና ፊዚክስ የ"ጥበብ" ክፍል ነበሩ። ስለዚህ ኮፐርኒከስ በአካላት እንቅስቃሴ (የሰለስቲያልን ጨምሮ) እና ኦፕቲክስ እና የስበት ኃይልን በመካኒኮች ላይ ተሰማርቶ ነበር። የኢነርጂ መኖር መኖሩን ያረጋገጠው እሱ ነው። ከመደምደሚያዎቹይህ ሳይንቲስት ዘመናዊ መካኒኮችን, የአካላትን መስተጋብር ጽንሰ-ሀሳብ, የፍጥነት ልውውጥን ሳይንስን አደገ. ኮፐርኒከስ እንዲሁ የሚስማማ የመስመር ኦፕቲክስ ስርዓት ፈጠረ።
እንደሚከተሉት ያሉ ፅንሰ ሀሳቦችን አስተዋወቀ፡
- "የብርሃን ነጸብራቅ"፤
- "ማጣቀሻ"፤
- "የጨረር ዘንግ"፤
- "ጠቅላላ የውስጥ ነጸብራቅ"፤
- "አብርሆት"።
እናም በጥናት ውሎ አድሮ የብርሃን ሞገድ ተፈጥሮን አረጋግጦ ሌቤዴቭ የፎቶኖችን ግፊት ለመለካት ሞክሯል።
የብርሃን የኳንተም ባህሪያት
በመጀመሪያ የብርሃንን ምንነት መግለጽ እና ስለ ምን እንደሆነ ማውራት ተገቢ ነው። ፎቶን የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኳንተም ነው። በአጠቃላይ በጠፈር ውስጥ የሚዘዋወረው የኃይል ጥቅል ነው. ከፎቶን ትንሽ ኃይልን "መንከስ" አይችሉም ነገር ግን ሊለወጥ ይችላል. ለምሳሌ ብርሃን በአንድ ንጥረ ነገር ከተዋጠ በሰውነት ውስጥ ኃይሉ ለውጦችን በማድረግ ፎቶን በተለየ ሃይል ይለቃል። ነገር ግን በመደበኛነት፣ ይህ የተመጠው የብርሃን መጠን ተመሳሳይ አይሆንም።
የዚህ ምሳሌ ጠንካራ የብረት ኳስ ነው። አንድ ቁራጭ ከላዩ ላይ ከተቀደደ ቅርጹ ይለወጣል, ሉላዊ መሆን ያቆማል. ነገር ግን ሙሉውን ነገር ካሟሟት ፈሳሽ ብረት ወስደህ ከዛ ከቅሪቶቹ ትንሽ ኳስ ከፈጠርክ እንደገና ሉል ይሆናል ነገር ግን የተለየ እንጂ እንደበፊቱ አይሆንም።
የብርሃን ሞገድ ባህሪያት
ፎቶዎች የሞገድ ባህሪ አላቸው። መሰረታዊ መለኪያዎች፡
ናቸው።
- የሞገድ ርዝመት (ቦታን ይገልፃል)፤
- ድግግሞሽ (ባህሪያትጊዜ);
- አቅጣጫ (የመወዛወዝ ጥንካሬን ያሳያል)።
ነገር ግን፣ እንደ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኳንተም፣ ፎቶን እንዲሁ የማሰራጨት አቅጣጫ አለው (እንደ ሞገድ ቬክተር)። በተጨማሪም, amplitude ቬክተር በማዕበል ቬክተር ዙሪያ መዞር እና የሞገድ ፖላራይዜሽን መፍጠር ይችላል. ከበርካታ የፎቶኖች ልቀቶች ጋር ፣ የደረጃው ፣ ወይም ይልቁንም የምዕራፉ ልዩነት ፣ እንዲሁ አስፈላጊ ምክንያት ይሆናል። ደረጃው የማዕበሉ ፊት በተወሰነ ቅጽበት (ከፍታ፣ ከፍተኛ፣ ቁልቁል ወይም ዝቅተኛ) ያለው የመወዛወዝ አካል መሆኑን አስታውስ።
ጅምላ እና ጉልበት
አንስታይን በጥበብ እንዳረጋገጠ፣ጅምላ ጉልበት ነው። ነገር ግን በእያንዳንዱ የተለየ ጉዳይ ላይ አንድ እሴት ወደ ሌላ የሚለወጥበትን ህግ መፈለግ አስቸጋሪ ሊሆን ይችላል. ከላይ ያሉት ሁሉም የብርሃን ሞገዶች ባህሪያት ከኃይል ጋር በቅርበት የተሳሰሩ ናቸው. ይኸውም: የሞገድ ርዝመቱን መጨመር እና የድግግሞሽ መጠን መቀነስ ማለት አነስተኛ ኃይል ማለት ነው. ነገር ግን ሃይል ስላለ ፎቶን ክብደት ሊኖረው ይገባል ስለዚህ የብርሃን ግፊት መኖር አለበት።
የልምድ መዋቅር
ነገር ግን ፎቶኖች በጣም ትንሽ ስለሆኑ ብዛታቸውም ትንሽ መሆን አለበት። በበቂ ትክክለኛነት ሊወስን የሚችል መሳሪያ መገንባት ከባድ ቴክኒካዊ ስራ ነበር። ሩሲያዊው ሳይንቲስት ሌቤዴቭ ፔትር ኒኮላይቪች ይህን ሁኔታ ለመቋቋም የመጀመሪያው ነበሩ።
ሙከራው ራሱ የመጎሳቆል ጊዜን በሚወስኑት የክብደት ንድፍ ላይ የተመሰረተ ነው። መስቀለኛ መንገድ በብር ክር ላይ ተሰቅሏል። ከጫፎቹ ጋር አንድ አይነት ቀጭን ሳህኖች ተያይዘዋልቁሳቁሶች. ብዙውን ጊዜ ብረቶች (ብር, ወርቅ, ኒኬል) በሌቤዴቭ ሙከራ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ, ግን ሚካም ነበር. ሙሉው መዋቅር በብርጭቆ እቃ ውስጥ ተቀምጧል, በውስጡም ቫክዩም ተፈጠረ. ከዚያ በኋላ, አንዱ ጠፍጣፋ ብርሃን ታይቷል, ሌላኛው ደግሞ በጥላ ውስጥ ቀርቷል. የሌቤዴቭ ተሞክሮ እንደሚያሳየው የአንድ ወገን ብርሃን ወደ ሚዛኑ መዞር መጀመሩን ያስከትላል። እንደ መዛነፍ አንግል ሳይንቲስቱ የብርሃንን ጥንካሬ ፈረደ።
አጋጠሙ ችግሮች
በሃያኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ፣ በቂ የሆነ ትክክለኛ ሙከራ ማዘጋጀት ከባድ ነበር። እያንዳንዱ የፊዚክስ ሊቃውንት ቫክዩም እንዴት እንደሚፈጠር፣ ከብርጭቆ ጋር እንዴት እንደሚሠራ እና ንጣፎችን እንደሚያጸዳ ያውቅ ነበር። በእርግጥ እውቀት የተገኘው በእጅ ነው። በዛን ጊዜ በመቶዎች በሚቆጠሩ ቁርጥራጮች ውስጥ አስፈላጊውን መሳሪያ የሚያመርቱ ትላልቅ ኮርፖሬሽኖች አልነበሩም. የሌቤዴቭ መሣሪያ የተፈጠረው በእጅ ነው፣ ስለሆነም ሳይንቲስቱ ብዙ ችግሮች አጋጥመውታል።
በዚያን ጊዜ የነበረው ክፍተት አማካይ እንኳን አልነበረም። ሳይንቲስቱ በልዩ ፓምፕ ከመስታወት ቆብ ስር አየር አወጣ። ነገር ግን ሙከራው በጥሩ ሁኔታ የተካሄደው ብርቅዬ በሆነ ድባብ ውስጥ ነው። የብርሃን ግፊት (የግፊት ማስተላለፊያ) ከመሳሪያው ብርሃን ጎን ማሞቂያ መለየት አስቸጋሪ ነበር-ዋናው እንቅፋት የጋዝ መኖር ነበር. ሙከራው በጥልቅ ቫክዩም ውስጥ ቢደረግ፣ በብርሃን ጎኑ ላይ ያለው የብራውን እንቅስቃሴ የበለጠ ጠንካራ የሚሆኑ ምንም ሞለኪውሎች አይኖሩም ነበር።
የማጠፍዘዣው አንግል ትብነት ብዙ የሚፈለግ ትቶ ወጥቷል። የዘመናዊ ስክሪፕት ፈላጊዎች እስከ ሚሊዮኖች የሚደርሱ ራዲያን ማዕዘኖችን ይለካሉ። በአስራ ዘጠነኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ልኬቱ በዓይን ሊታይ ይችላል. ቴክኒክጊዜ ተመሳሳይ ክብደት እና ሳህኖች መጠን ማቅረብ አልቻለም. ይህ በበኩሉ ጅምላውን በእኩል መጠን ለማሰራጨት የማይቻል አድርጎታል፣ይህም የጉልበቱን መጠን ለመወሰን ችግር ፈጠረ።
የክሩ ሽፋን እና መዋቅር ውጤቱን በእጅጉ ይጎዳል። የብረት ቁራጭ አንድ ጫፍ በሆነ ምክንያት የበለጠ ከተሞቀ (ይህ የሙቀት ቅልጥፍና ይባላል) ፣ ከዚያ ሽቦው ያለ ብርሃን ግፊት መዞር ሊጀምር ይችላል። ምንም እንኳን የሌቤዴቭ መሳሪያ በጣም ቀላል እና ትልቅ ስህተት የፈጠረ ቢሆንም፣ በፎቶኖች የብርሃን ፍጥነት የመተላለፉ እውነታ ተረጋግጧል።
የመብራት ሰሌዳዎች ቅርፅ
የቀደመው ክፍል በሙከራው ውስጥ የነበሩትን ብዙ ቴክኒካዊ ችግሮችን ዘርዝሯል፣ነገር ግን ዋናውን ነገር አልነካም - ብርሃን። በንድፈ-ሀሳብ ፣ የሞኖክሮማቲክ ጨረሮች ጨረሮች በቆርቆሮው ላይ እንደሚወድቁ እናስባለን ፣ እነሱም እርስ በእርስ በጥብቅ ትይዩ ናቸው። ነገር ግን በሃያኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ የብርሃን ምንጭ ፀሐይ, ሻማ እና ቀላል መብራቶች ነበሩ. የጨረራ ጨረሮችን ትይዩ ለማድረግ ውስብስብ የሌንስ ሥርዓቶች ተገንብተዋል። እናም በዚህ አጋጣሚ፣ የምንጩ አንጸባራቂ የጥንካሬ ኩርባ በጣም አስፈላጊው ምክንያት ነበር።
በፊዚክስ ክፍል ብዙ ጊዜ ጨረሮች ከአንድ ነጥብ እንደሚመጡ ይነገራል። ነገር ግን እውነተኛ የብርሃን ማመንጫዎች የተወሰኑ ልኬቶች አሏቸው. እንዲሁም የክር መሃከል ከጫፎቹ የበለጠ ፎቶኖች ሊለቁ ይችላሉ. በውጤቱም, መብራቱ በዙሪያው ያሉትን አንዳንድ ቦታዎች ከሌሎች በተሻለ ሁኔታ ያበራል. ከተጠቀሰው ምንጭ በተመሳሳዩ ብርሃን አማካኝነት መላውን ቦታ የሚዞረው መስመር የብርሃን ኢንቴንቲቲ ከርቭ ይባላል።
የደም ጨረቃ እና ከፊል ግርዶሽ
የቫምፓየር ልቦለዶች በደም ጨረቃ ላይ በሰዎች እና በተፈጥሮ ላይ በሚደርሱ አሰቃቂ ለውጦች የተሞሉ ናቸው። ነገር ግን ይህ ክስተት መፍራት የለበትም አይልም. ምክንያቱም የፀሐይ ትልቅ መጠን ያለው ውጤት ነው. የመካከለኛው ኮከባችን ዲያሜትር በግምት 110 የምድር ዲያሜትሮች ነው። በተመሳሳይ ጊዜ, ከሁለቱም እና ከሌላኛው የሚታየው ዲስክ ጠርዝ የሚወጡት ፎቶኖች በፕላኔቷ ላይ ይደርሳሉ. ስለዚህ, ጨረቃ ወደ ምድር ጫፍ ላይ ስትወድቅ, ሙሉ በሙሉ አልተደበቀችም, ነገር ግን, ልክ እንደ, ቀይ ይሆናል. የፕላኔቷ ከባቢ አየርም ለዚህ ጥላ ተጠያቂ ነው፡ ከብርቱካን በስተቀር ሁሉንም የሚታዩ የሞገድ ርዝመቶችን ይይዛል። አስታውስ፣ ፀሐይ ስትጠልቅም ወደ ቀይ ትለውጣለች፣ እና ሁሉም በትክክል በከባቢ አየር ውስጥ ጥቅጥቅ ባለ ክፍል ውስጥ ስለምታልፍ ነው።
የምድር የኦዞን ሽፋን እንዴት ተፈጠረ?
አንድ አስተዋይ አንባቢ፡- "የብርሃን ግፊት ከላቤድቭ ሙከራዎች ጋር ምን አገናኘው?" በነገራችን ላይ የብርሃን ኬሚካላዊ ተጽእኖ እንዲሁ የፎቶን ፍጥነት ስለሚሸከም ነው. ይኸውም፣ ይህ ክስተት ለአንዳንድ የፕላኔቷ ከባቢ አየር ንብርብሮች ተጠያቂ ነው።
እንደምታውቁት የእኛ የአየር ውቅያኖስ በዋነኛነት የፀሐይ ብርሃን የሆነውን አልትራቫዮሌትን ይይዛል። ከዚህም በላይ ዓለታማው የምድር ገጽ በአልትራቫዮሌት ብርሃን ቢታጠብ ሕይወት በሚታወቅ መልክ የማይቻል ነበር። ነገር ግን በ 100 ኪሎ ሜትር ከፍታ ላይ, ከባቢ አየር ገና ሁሉንም ነገር ለመምጠጥ በቂ አይደለም. እና አልትራቫዮሌት ከኦክሲጅን ጋር በቀጥታ ለመገናኘት እድሉን ያገኛል. ሞለኪውሎቹን O2 ይሰብራል።ነጻ አቶሞች እና ውህደታቸውን ወደ ሌላ ማሻሻያ ያስተዋውቃል - ኦ3። በንጹህ መልክ, ይህ ጋዝ ገዳይ ነው. ለዚያም ነው አየርን, ውሃን, ልብሶችን ለመበከል ጥቅም ላይ ይውላል. ነገር ግን እንደ የምድር ከባቢ አየር አካል ሁሉንም ህይወት ያላቸው ፍጥረታትን ከጎጂ ጨረሮች ይጠብቃል ምክንያቱም የኦዞን ንብርብ የኤሌክትሮማግኔቲክ ፊልሙን ከሚታየው ስፔክትረም በላይ ባለው ሃይል በጥሩ ሁኔታ ይይዛል።
