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घर पर प्रकाश की गति को मापने के लिए एक आसान (और स्वादिष्ट) तरीका है

प्रकाश की गति का पहला सफल माप 1676 में हुआ था। डेनिश खगोलशास्त्री ओले रोमर, आयो बृहस्पति की तीसरी सबसे बड़ी चंद्रमा की कक्षा को मापने की कोशिश कर रहे थे, यह देखकर कि ग्रह के चारों ओर से गुजरने में कितना समय लगा। कई वर्षों में आयो को देखते हुए, रोमर ने एक आश्चर्यजनक खोज की, अमेरिकन म्यूजियम ऑफ नेचुरल हिस्ट्री कहते हैं:

क्रमिक ग्रहणों के बीच का समय अंतराल लगातार छोटा होता गया, क्योंकि पृथ्वी अपनी कक्षा में बृहस्पति की ओर बढ़ती गई और पृथ्वी के बृहस्पति से दूर जाने के कारण लगातार लंबी होती गई। ये अंतर जमा हुआ। अपने डेटा से, रोमर ने अनुमान लगाया कि जब पृथ्वी बृहस्पति के सबसे करीब थी ..., Io के ग्रहण लगभग ग्यारह मिनट पहले होंगे, जो कि कई वर्षों में औसत कक्षीय अवधि के आधार पर भविष्यवाणी की गई थी। और 6.5 महीने बाद, जब पृथ्वी बृहस्पति से सबसे दूर थी ..., ग्रहण के बारे में ग्यारह मिनट बाद भविष्यवाणी की जाएगी।

रोमर जानता था कि Io की वास्तविक परिक्रमा अवधि का पृथ्वी और बृहस्पति के सापेक्ष स्थितियों से कोई लेना-देना नहीं हो सकता है। एक शानदार अंतर्दृष्टि में, उन्होंने महसूस किया कि समय अंतर प्रकाश की परिमित गति के कारण होना चाहिए।

Rømer से पहले, वैज्ञानिक अनिश्चित थे कि यदि प्रकाश की गति सीमित है या यदि इसका स्पीडोमीटर स्थायी रूप से "अनंत" पर अटक गया है।

कुछ सौ साल बाद, प्रकाश की गति को मापने की तकनीक आश्चर्यजनक रूप से अधिक सटीक और कुछ मामलों में, अधिक जटिल हो गई है। लेकिन ऊपर दिए गए वीडियो में, एट ब्रिस्टल विज्ञान केंद्र के लोग प्रकाश की गति की गणना करने के लिए एक अपेक्षाकृत सरल तरीका दिखाते हैं, जिसमें टेलीस्कोप ऐपिस के माध्यम से देखने के वर्षों को शामिल नहीं किया जाता है। वास्तव में, उनके दृष्टिकोण में साधारण रसोई उपकरण और चॉकलेट के अलावा कुछ भी नहीं है।

वीडियो में, होस्ट रॉस एक्सटन और नेरी शाह, माइक्रोवेव ओवन और चॉकलेट बार की तुलना में थोड़ा अधिक उपयोग करते हैं, यह दिखाने के लिए कि प्रकाश की गति की गणना कैसे करें। वीडियो यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं करता है कि चॉकलेट बार पर पिघले हुए बिट्स को मापना प्रकाश की गति से कैसे संबंधित है। लेकिन इसे थोड़ा और तोड़ना बस उनके मापन में प्रयुक्त कुछ इकाइयों पर एक नज़र डालने की आवश्यकता है।

हर्ट्ज़ "सेकंड प्रति चक्र" के लिए भौतिकी स्टैंड-इन है। वीडियो में प्रयुक्त माइक्रोवेव ने 2, 450, 000, 000 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ प्रकाश तरंगों का उत्पादन किया, या प्रति सेकंड कई चक्र। एक लहर में शिखर से शिखर तक जाना - इस मामले में चॉकलेट के पहले और तीसरे पिघलते बिट के बीच की दूरी - एक चक्र है। एक्सटन और शाह ने उस दूरी को 0.12 मीटर या 0.12 मीटर प्रति चक्र के रूप में मापा। "मीटर प्रति चक्र" में मापी गई किसी चीज़ को "चक्र प्रति सेकंड" में किसी चीज़ से गुणा करना "मीटर प्रति सेकंड" में माप देगा। यह तरंग के वेग- प्रकाश की गति है।

एट ब्रिस्टल टीम के दृष्टिकोण को बनाने वाली चाल यह है कि हम आधुनिक युग में पहले से ही प्रकाश के बारे में कुछ महत्वपूर्ण बातें जानते हैं: कि इसकी परिमित गति है, और यह गति काफी हद तक स्थिर है। हमारे पास भौतिकविदों का भी लाभ है जो पहले से ही तरंग की लंबाई, आवृत्ति और वेग के बीच के रिश्ते को छेड़े हुए हैं।

जब ओले रोमर ने बृहस्पति को देखा और पहली बार प्रकाश की गति को कम किया तो वह 214, 000, 000 मीटर प्रति सेकंड के साथ आया। कॉर्नेल के लिए डेव कोर्निच कहते हैं, "यह माप, इसकी प्राचीनता, माप की विधि और पृथ्वी से जुपिटर पृथ्वी से कितनी दूर है, में 17 वीं सदी की अनिश्चितता, आश्चर्यजनक रूप से [299 792 458] मीटर के आधुनिक मूल्य के करीब है।"

एक माइक्रोवेव और एक चॉकलेट बार एक्सटन और शाह का उपयोग करके 294, 000, 000 मीटर प्रति सेकंड मिला - रसोई विज्ञान के लिए थोड़ा बुरा नहीं है।

घर पर प्रकाश की गति को मापने के लिए एक आसान (और स्वादिष्ट) तरीका है