Leo tutazungumza kuhusu jaribio la Lebedev katika kuthibitisha shinikizo la fotoni nyepesi. Tutafichua umuhimu wa ugunduzi huu na usuli uliosababisha.
Maarifa ni udadisi
Kuna maoni mawili kuhusu hali ya udadisi. Moja inaonyeshwa na msemo "pua ya Varvara ya udadisi iling'olewa sokoni", na nyingine - kwa kusema "udadisi sio mbaya." Kitendawili hiki kinaweza kutatuliwa kwa urahisi ikiwa mtu atatofautisha kati ya maeneo ambayo maslahi hayakubaliwi au, kinyume chake, inahitajika.
Johannes Kepler hakuzaliwa ili kuwa mwanasayansi: baba yake alipigana vitani, na mama yake aliweka tavern. Lakini alikuwa na uwezo wa ajabu na, bila shaka, alikuwa na hamu ya kujua. Kwa kuongezea, Kepler alipata shida kubwa ya kuona. Lakini ni yeye ambaye alifanya uvumbuzi, shukrani ambayo sayansi na ulimwengu wote uko mahali walipo sasa. Johannes Kepler ni maarufu kwa kufafanua mfumo wa sayari ya Copernicus, lakini leo tutazungumzia mafanikio mengine ya mwanasayansi huyo.
Inertia na Wavelength: Urithi wa Zama za Kati
Miaka elfu hamsini iliyopita, hisabati na fizikia zilimilikiwa na sehemu ya "Sanaa". Kwa hivyo, Copernicus alikuwa akijishughulisha na mechanics ya harakati za miili (pamoja na ya mbinguni), na macho, na mvuto. Ni yeye ambaye alithibitisha kuwepo kwa inertia. Kutoka kwa hitimishoMwanasayansi huyu alikua mechanics ya kisasa, dhana ya mwingiliano wa miili, sayansi ya kubadilishana kasi ya kuwasiliana na vitu. Copernicus pia alitengeneza mfumo unaofaa wa optics ya mstari.
Alianzisha dhana kama vile:
- "mwelekeo wa mwanga";
- "refraction";
- "mhimili wa macho";
- "jumla ya tafakari ya ndani";
- "mwangaza".
Na utafiti wake hatimaye ulithibitisha asili ya wimbi la mwanga na kusababisha majaribio ya Lebedev katika kupima shinikizo la fotoni.
Tabia za kiasi cha mwanga
Kwanza kabisa, inafaa kufafanua kiini cha nuru na kuzungumzia ni nini. Photon ni kiasi cha uwanja wa sumakuumeme. Ni kifurushi cha nishati kinachosogea angani kwa ujumla. Huwezi "kuuma" kidogo ya nishati kutoka kwa photon, lakini inaweza kubadilishwa. Kwa mfano, ikiwa nuru inachukuliwa na dutu, basi ndani ya mwili nishati yake inaweza kubadilika na kurudisha fotoni na nishati tofauti. Lakini rasmi, hii haitakuwa kiwango sawa cha mwanga ambacho kilifyonzwa.
Mfano wa hii unaweza kuwa mpira wa chuma dhabiti. Ikiwa kipande cha suala kinapasuka kutoka kwenye uso wake, basi sura itabadilika, itaacha kuwa spherical. Lakini ukiyeyusha kitu kizima, chukua chuma kioevu, na kisha kuunda mpira mdogo kutoka kwa mabaki, basi itakuwa tena tufe, lakini tofauti, sio sawa na hapo awali.
Sifa za wimbi la mwanga
Pitoni zina sifa za wimbi. Vigezo vya msingi ni:
- urefu wa wimbi (huashiria nafasi);
- frequency (tabiawakati);
- amplitude (inaashiria nguvu ya msisimko).
Hata hivyo, kama wingi wa uga wa sumakuumeme, fotoni pia ina mwelekeo wa uenezi (unaoashiria kama vekta ya wimbi). Kwa kuongeza, vector ya amplitude ina uwezo wa kuzunguka vector ya wimbi na kuunda polarization ya wimbi. Kwa utoaji wa wakati huo huo wa photoni kadhaa, awamu, au tuseme tofauti ya awamu, pia inakuwa jambo muhimu. Kumbuka kwamba awamu ni ile sehemu ya msisimko ambayo sehemu ya mbele ya wimbi huwa nayo kwa wakati fulani (kupanda, upeo, kushuka au kiwango cha chini).
Misa na nishati
Kama Einstein alivyothibitisha kwa busara, uzito ni nishati. Lakini katika kila kesi maalum, utafutaji wa sheria kulingana na ambayo thamani moja inageuka kuwa nyingine inaweza kuwa vigumu. Tabia zote za wimbi la juu la mwanga zinahusiana kwa karibu na nishati. Yaani: kuongeza urefu wa wimbi na kupunguza mzunguko kunamaanisha nishati kidogo. Lakini kwa kuwa kuna nishati, basi fotoni lazima iwe na wingi, kwa hivyo, lazima kuwe na shinikizo la mwanga.
Muundo wa matumizi
Hata hivyo, kwa kuwa fotoni ni ndogo sana, uzito wake pia unapaswa kuwa mdogo. Kujenga kifaa ambacho kinaweza kuamua kwa usahihi wa kutosha ilikuwa kazi ngumu ya kiufundi. Mwanasayansi wa Urusi Lebedev Petr Nikolaevich alikuwa wa kwanza kukabiliana nayo.
Jaribio lenyewe lilitokana na muundo wa uzani ulioamua wakati wa msokoto. Upau wa msalaba ulitundikwa kwenye uzi wa fedha. Zilizoshikanishwa kwenye ncha zake zilikuwa sahani nyembamba za aina mbalimbalinyenzo. Mara nyingi, metali (fedha, dhahabu, nickel) zilitumiwa katika majaribio ya Lebedev, lakini pia kulikuwa na mica. Muundo wote uliwekwa kwenye chombo cha kioo, ambacho utupu uliundwa. Baada ya hayo, sahani moja iliangaziwa, na nyingine ilibaki kwenye kivuli. Uzoefu wa Lebedev ulithibitisha kuwa kuangaza kwa upande mmoja kunasababisha ukweli kwamba mizani huanza kuzunguka. Kulingana na pembe ya kupotoka, mwanasayansi alihukumu nguvu ya mwanga.
Tatizo la matatizo
Mwanzoni mwa karne ya ishirini, ilikuwa vigumu kuanzisha jaribio sahihi vya kutosha. Kila mwanafizikia alijua jinsi ya kuunda utupu, kufanya kazi na glasi na nyuso za kung'arisha. Kwa kweli, ujuzi ulipatikana kwa mikono. Wakati huo, hapakuwa na mashirika makubwa ambayo yangetoa vifaa muhimu katika mamia ya vipande. Kifaa cha Lebedev kiliundwa kwa mkono, kwa hivyo mwanasayansi alikumbana na matatizo kadhaa.
Ombwe wakati huo halikuwa la wastani hata kidogo. Mwanasayansi alisukuma hewa kutoka chini ya kofia ya glasi na pampu maalum. Lakini jaribio hilo lilifanyika bora katika hali ya nadra sana. Ilikuwa vigumu kutenganisha shinikizo la mwanga (uhamisho wa msukumo) kutoka kwa inapokanzwa kwa upande wa mwanga wa kifaa: kikwazo kuu kilikuwa uwepo wa gesi. Ikiwa jaribio lingefanywa katika utupu wa kina, basi hakungekuwa na molekuli ambazo mwendo wa Brownian kwenye upande ulioangazia ungekuwa na nguvu zaidi.
Unyeti wa pembe ya mchepuko uliacha kuhitajika. Vitafuta skrubu vya kisasa vinaweza kupima pembe hadi mamilioni ya radian. Mwanzoni mwa karne ya kumi na tisa, kiwango kinaweza kuonekana kwa jicho la uchi. Mbinuwakati haukuweza kutoa uzito sawa na ukubwa wa sahani. Hii, kwa upande wake, ilifanya isiwezekane kusambaza misa sawasawa, ambayo pia iliunda ugumu katika kuamua torati.
Insulation na muundo wa thread huathiri sana matokeo. Ikiwa mwisho mmoja wa kipande cha chuma ulichomwa moto zaidi kwa sababu fulani (hii inaitwa gradient ya joto), basi waya inaweza kuanza kupotosha bila shinikizo la mwanga. Licha ya ukweli kwamba kifaa cha Lebedev kilikuwa rahisi sana na kilitoa hitilafu kubwa, ukweli wa uhamisho wa kasi na fotoni za mwanga ulithibitishwa.
Umbo la bati za taa
Sehemu iliyotangulia iliorodhesha matatizo mengi ya kiufundi yaliyokuwepo kwenye jaribio, lakini hayakuathiri jambo kuu - mwanga. Kwa kweli kinadharia, tunafikiria kwamba boriti ya mionzi ya monochromatic huanguka kwenye sahani, ambayo ni madhubuti sambamba kwa kila mmoja. Lakini mwanzoni mwa karne ya ishirini, chanzo cha mwanga kilikuwa jua, mishumaa na taa rahisi za incandescent. Ili kufanya boriti ya mionzi sambamba, mifumo ya lens tata ilijengwa. Na katika hali hii, mkunjo wa mwangaza wa chanzo ulikuwa jambo muhimu zaidi.
Katika darasa la fizikia mara nyingi husemwa kuwa miale hutoka sehemu moja. Lakini jenereta za mwanga halisi zina vipimo fulani. Pia, katikati ya filamenti inaweza kutoa fotoni nyingi kuliko kingo. Matokeo yake, taa huangazia baadhi ya maeneo karibu nayo bora zaidi kuliko wengine. Mstari unaozunguka nafasi nzima kwa mwanga sawa kutoka kwa chanzo fulani unaitwa mkunjo wa kiwango cha mwanga.
mwezi wa damu na kupatwa kwa sehemu kwa mwezi
Riwaya za Vampire zimejaa mabadiliko ya kutisha yanayotokea kwa watu na asili katika mwezi wa damu. Lakini haisemi kwamba jambo hili halipaswi kuogopwa. Kwa sababu ni matokeo ya saizi kubwa ya Jua. Kipenyo cha nyota yetu ya kati ni takriban vipenyo 110 vya Dunia. Wakati huo huo, fotoni zinazotolewa kutoka kwa makali moja na nyingine ya diski inayoonekana hufikia uso wa sayari. Kwa hivyo, wakati Mwezi unapoanguka kwenye penumbra ya Dunia, haujafichwa kabisa, lakini, kama ilivyokuwa, hugeuka nyekundu. Anga ya sayari pia ni lawama kwa kivuli hiki: inachukua urefu wote unaoonekana, isipokuwa kwa machungwa. Kumbuka, Jua pia huwa jekundu wakati wa machweo, na yote haswa kwa sababu hupitia safu nene ya angahewa.
Tabaka la ozoni la Dunia linaundwaje?
Msomaji makini anaweza kuuliza: "Shinikizo la mwanga linahusiana nini na majaribio ya Lebedev?" Athari ya kemikali ya mwanga, kwa njia, pia ni kutokana na ukweli kwamba photon hubeba kasi. Yaani, jambo hili linawajibika kwa baadhi ya tabaka za angahewa la sayari.
Kama unavyojua, bahari yetu ya hewa inachukua sehemu ya mionzi ya jua ya jua. Zaidi ya hayo, uhai katika umbo linalojulikana haungewezekana ikiwa uso wa miamba wa dunia ungeoshwa na nuru ya urujuanimno. Lakini katika mwinuko wa takriban kilomita 100, angahewa bado haijawa nene vya kutosha kunyonya kila kitu. Na ultraviolet hupata fursa ya kuingiliana na oksijeni moja kwa moja. Huvunja molekuli O2 ndaniatomu zisizo na malipo na kukuza mseto wake katika muundo mwingine - O3. Katika hali yake safi, gesi hii ni mauti. Ndiyo sababu hutumiwa kusafisha hewa, maji, nguo. Lakini kama sehemu ya angahewa ya dunia, hulinda viumbe vyote vilivyo hai kutokana na athari za mionzi hatari, kwa sababu tabaka la ozoni hufyonza kwa ufanisi kiasi cha uga wa sumakuumeme kwa nishati iliyo juu ya wigo unaoonekana.
