Kuwerengera liwiro ya kuwala Ndi njira zofunika kwambiri mu gawo la sayansi, makamaka mu physics. Kukhazikika kwakukulu kumeneku kumakhala ndi phindu lokhazikika komanso losasunthika mu vacuum, koma kutsimikiza kwake kumafuna njira yokhazikika komanso yosamala. M'nkhaniyi, tiwona mwatsatanetsatane masitepe ofunikira kuti muwerenge liwiro la mawonekedwe a kuwala, poganizira zofunikira za kuwala ndi ma equation oyenera. Kuchokera pa kuyezetsa koyeserera mpaka ku njira zongoyerekeza zomwe zikukhudzidwa, tidzawunika moyenera komanso mwaukadaulo njira yofunikira kuti tipeze phindu lenileni la nthawi zonse. Konzekerani kuyamba ulendo wochititsa chidwi wasayansi wowerengera njira ya liwiro la kuwala.
1. Chiyambi cha liwiro la mawonekedwe a kuwala
Ndondomeko ya liwiro la kuwala ndi imodzi mwa mfundo zofunika kwambiri za sayansi. Ndiwofunika nthawi zonse mu vacuum ndipo ndizofunikira kwambiri m'nthambi zambiri za sayansi ndi zamakono. Kupezedwa kwake kunasintha kamvedwe kathu ka dziko lapansi ndipo kwapangitsa kupita patsogolo kofunikira mu chiphunzitso cha relativity ndi quantum physics.
Kuti timvetsetse kuthamanga kwa fomula yowunikira, ndikofunikira kumvetsetsa tanthauzo lake komanso momwe amatengera. Mwachidule, liwiro la kuwala (c) limatanthauzidwa ngati mtunda umene kuwala kumayenda mu gawolo nthawi. Njirayi imasonyezedwa mwamasamu ngati c = λν, pamene λ imayimira kutalika kwa mafunde ndipo ν ndi mafupipafupi. Ndikofunika kukumbukira kuti liwiro la kuwala mu vacuum lili ndi mtengo wofanana ndi mamita 299,792,458 pa sekondi iliyonse.
Chitsanzo chothandiza kuti mumvetse bwino chilinganizochi ndikuganizira kuwala komwe kumatulutsa nyenyezi yakutali. Pamene kuwala kumayenda mumlengalenga, kutalika kwake kumatha kusintha chifukwa cha mphamvu ya Doppler komanso kukula kwa chilengedwe. Mwa kupenda kusinthasintha kumeneku kwa kutalika kwa mafunde, asayansi angadziŵe liŵiro limene nyenyezi ikupita kapena kuyandikira. Izi zimapereka chidziwitso chofunikira pophunzira mapangidwe ndi chisinthiko cha chilengedwe.
2. Mfundo zoyambira za liwiro la kuwala
Liwiro la kuwala ndilofunikira kosalekeza mu physics yomwe imagwira ntchito yofunika kwambiri pakumvetsetsa kwathu chilengedwe. Mtengo wake umatsimikiziridwa pa 299,792,458 metres pa sekondi iliyonse mu vacuum, ndipo ndi liwiro lapamwamba lomwe chinthu chilichonse kapena chidziwitso chingayende. Kuti timvetse bwino liwiro la kuwala, m'pofunika kukumbukira mfundo zina zofunika.
Choyamba, ndikofunikira kumvetsetsa kuti kuwala kumafalikira mu mawonekedwe a mafunde a electromagnetic. Mafunde awa amakhala ndi magetsi ndi maginito, omwe amazungulira mozungulira kwa wina ndi mnzake ndipo amakhala ndi njira yakufalikira. Kuwala kumatha kuyenda mopanda phokoso komanso kudzera muzofalitsa zakuthupi, monga mpweya kapena madzi, ngakhale kuti liwiro lake limachepetsedwa pama media awa chifukwa cholumikizana ndi tinthu tating'onoting'ono.
Lingaliro lina lofunika kwambiri ndi la kuyanjana kwapadera, loperekedwa ndi Albert Einstein mu 1905. Malinga ndi chiphunzitso chimenechi, liŵiro la kuwala limakhala losalekeza kwa onse owonerera, mosasamala kanthu za liŵiro lapakati pawo. Izi zikutanthauza kuti nthawi ndi malo sizokwanira, koma zimadalira wowona. Komanso, kuchuluka kwa liwiro cha chinthu Kusuntha kumakhala kovuta kwambiri pamene ikuyandikira liwiro la kuwala, zomwe zimatsogolera ku zotsatira monga kuwonjezereka kwa nthawi ndi kutalika kwa kutalika.
3. Kuyeza kwa liwiro la kuwala pansi pamikhalidwe yabwino
Ndi njira yovuta koma yochititsa chidwi. Ngakhale zingawoneke zovuta poyamba, mwamwayi pali njira ndi zida zosiyanasiyana zomwe zimapangitsa kuti ntchitoyi ikhale yosavuta. Pansipa paperekedwa a sitepe ndi sitepe mwatsatanetsatane kuthetsa vuto ili molondola komanso modalirika.
Choyamba ndikuonetsetsa kuti muli ndi malo abwino, opanda zosokoneza zomwe zingasokoneze zotsatira. Ndikoyenera kuchita muyeso pamalo otsekedwa, amdima, kupewa magwero achindunji a kuwala kwakunja. Kuphatikiza apo, ziyenera kutsimikiziridwa kuti zida zomwe zimagwiritsidwa ntchito zili bwino komanso zoyendetsedwa bwino.
Kenako, chipangizo chotulutsa kuwala, monga laser, ndi njira yolandirira yomwe imatha kuzindikira chizindikiro chomwe chatulutsidwa chimagwiritsidwa ntchito. Ndibwino kuti muyike zipangizo zonse pamtunda wodziwika komanso wokhazikika. Kenako, nthawi yomwe imatenga kuti chizindikirocho chichoke kwa wotumiza kupita kwa wolandila imayesedwa. Nthawiyi idzakhala yofunika kuwerengera liwiro la kuwala pogwiritsa ntchito njira V = D/T, pomwe V imayimira liwiro ndi D mtunda womwe wayenda.
4. Zinthu zomwe zimakhudza liwiro la kuwala mu sing'anga
Kuthamanga kwa kuwala mu sing'anga kungakhudzidwe ndi zinthu zosiyanasiyana zomwe ziyenera kuganiziridwa pochita mtundu uliwonse wa kuwerengera kapena kuyesa. Chimodzi mwazinthu zofunika kwambiri ndi refractive index ya sing'anga, yomwe imatsimikizira momwe kuthamanga kwa kuwala kumachepetsera kapena kufulumizitsa pamene ikudutsa. Mlozera wa refractive umadalira kapangidwe ndi kapangidwe ka sing'anga, ndipo imatha kusiyanasiyana pakati pa zida zosiyanasiyana.
Chinthu chinanso chomwe chingakhudze liwiro la kuwala mu sing'anga ndi kutentha. Pamene kutentha kwa sing'anga kumawonjezeka, tinthu tating'onoting'ono timene timatulutsa timasuntha mofulumira, zomwe zingayambitse kuwonjezeka kwapakati pa sing'anga ndipo, motero, kuchepa kwa liwiro la kuwala. M'malo mwake, mwa kuchepetsa kutentha kwa sing'anga, liwiro la kuwala likhoza kuwonjezeka.
Kuphatikiza apo, kuthamanga kumatha kukhudzanso kuthamanga kwa kuwala mu sing'anga. Pamene kuthamanga ukuwonjezeka, mamolekyu kapena particles wa sing'anga compress ndi kusuntha wina ndi mzake. Izi zimapangitsa kuti liwiro la kufalikira kwa kuwala lichepe, popeza tinthu tating'onoting'ono tayandikira ndipo kuyanjana kumapangidwa pakati pawo. Kumbali ina, pamene kuthamanga kumachepetsa, tinthu tating'onoting'ono timasiyana ndipo liwiro la kuwala likhoza kuwonjezeka.
5. Njira zowerengera liwiro la kuwala mu sing'anga inayake
Pali zingapo. Imodzi mwa njira zodziwika bwino ndiyo kugwiritsa ntchito mgwirizano pakati pa liwiro la kuwala mu vacuum ndi liwiro la kuwala mu sing'anga yomwe ikufunsidwa.
Kuwerengera liwiro la kuwala mu sing'anga inayake, mutha kugwiritsa ntchito formula v = c/n, pomwe v ndi liwiro la kuwala pakati, c ndi liwiro la kuwala mu vacuum, ndipo n ndi index of refraction. wa sing'anga. Refractive index ndi muyeso wa liwiro lomwe kuwala kumafalikira mu sing'anga poyerekeza ndi liwiro lake mu vacuum.
Kuti muwerenge izi, ndikofunikira kudziwa mtengo wa refractive index wa sing'anga yomwe mukufuna kuwerengera liwiro la kuwala. Mtengo uwu ukhoza kusiyana kutengera sing'anga, kotero zomwe ndizofunikira fufuzani m'mabuku ofotokozera kapena kufufuza malo odalirika. Pomwe mtengo wa refractive index umadziwika, ukhoza kulowetsedwa m'malo mwake ndipo liwiro la kuwala mu sing'anga yeniyeni lingathe kuwerengedwa.
6. Kugwiritsa ntchito liwiro la mawonekedwe a kuwala mu optics
Kuti mugwiritse ntchito liwiro la mawonekedwe a kuwala mu optics, ndikofunikira kuganizira mbali zingapo zofunika. Choyamba, ndikofunika kukumbukira kuti liwiro la kuwala mu vacuum ndi nthawi zonse zomwe zimayimiridwa ndi chilembo "c", chomwe chili ndi mtengo wa makilomita 299.792 pamphindi. Chidziwitsochi ndi chofunikira kuti tipange mawerengedwe aliwonse okhudzana ndi kufalikira kwa kuwala.
Chimodzi mwazinthu zomwe zimagwiritsidwa ntchito kwambiri pa liwiro la mawonekedwe a kuwala mu optics ndi kuwerengera kwa refractive index ya sing'anga. Mlozera wa refractive, woimiridwa ndi chilembo "n", ndi muyeso wa liwiro lomwe kuwala kumafalikira mu sing'anga poyerekeza ndi liwiro la vacuum. Ikhoza kuwerengedwa pogwiritsa ntchito ndondomeko n = c/v, pamene "v" ikuyimira liwiro la kuwala mu sing'anga yomwe ikufunsidwa. Kuwerengera kumeneku kungakhale kothandiza pazochitika zosiyanasiyana, kuyambira pozindikira kuchuluka kwa kupatuka kwa kuwala kwa kuwala pamene akudutsa mu prism, kupanga ma lens ndi zipangizo zowunikira.
Pali njira ndi zida zingapo zogwiritsira ntchito liwiro la mawonekedwe a kuwala mu optics. moyenera. Njira imodzi ndikugwiritsa ntchito zoyeserera pa intaneti kapena zowerengera zomwe zimakulolani kuti mulembe zomwe zikugwirizana ndikuwerengera zokha. Kuphatikiza apo, pali zida zambiri zophunzirira monga maphunziro ndi zitsanzo zothandiza zomwe zikupezeka pa intaneti. Zothandizira izi zitha kukhala zothandiza kwambiri kuti mumvetsetse bwino malingaliro azongopeka komanso momwe angagwiritsire ntchito pazovuta zenizeni.
7. Kuwerengera liwiro la kuwala pogwiritsa ntchito njira zoyesera
Kuwerengera liwiro la kuwala pogwiritsa ntchito njira zoyesera ndi njira yovuta koma yochititsa chidwi. Potsatira za mbiri yakale, asayansi apanga njira zosiyanasiyana zodziwira liwiro la kuwala molongosoka kwambiri. M'munsimu muli kalozera wa tsatane-tsatane powerengera liwiro ili:
1. Njira yagalasi yozungulira: Njirayi imagwiritsa ntchito galasi lomwe limayenda mofulumira. Gwero la kuwala limayikidwa pamtunda wodziwika kuchokera pa galasi ili, kotero kuti kuwala kowonetserako kubwerere poyambira. Poyesa nthawi yomwe kuwala kumayenda mtunda wodziwika, komanso kudziwa kuthamanga kwa galasi, liwiro la kuwala likhoza kuwerengedwa ndi ndondomeko V = ω * d, pamene V ndi liwiro la kuwala, ω ndi angular liwiro la kalilole ndi d ndi mtunda wodziwika.
2. Njira ya Fizeau: Mwa njira iyi, gudumu la gear lozungulira pa liwiro lodziwika bwino limagwiritsidwa ntchito ndikuyikidwa panjira ya kuwala kwa kuwala. Kuwala kumeneku kumawonekera pakalirole ndipo kumabwerera kudzera m'mipata yapakati pa mano a gudumu kupita kwa wowonera. Poyesa ngodya pakati pa chochitikacho ndi kuwala kotuluka ndi kudziwa kuthamanga kwa gudumu, liwiro la kuwala lingathe kuwerengedwa pogwiritsa ntchito ndondomeko V = N * λ * f, pamene V ndi liwiro la kuwala, N ndi chiwerengero cha mano pa gudumu, λ ndi kutalika kwa kuwala ndi f ndi kuzungulira kwa gudumu.
Pomaliza, kuthamanga kwa chilinganizo cha kuwala ndi chida champhamvu chomvetsetsa ndikuwerengera kuchuluka kwa kuwala mu vacuum. Kupyolera mu kuwerengetsa kwake, tafufuza zofananira zosiyanasiyana komanso zokhazikika zomwe zikuphatikizidwa mu equation yofunikira iyi. Kupita patsogolo kwa sayansi ndiukadaulo kutengera fomulayi kwasintha dziko la physics ndi kulumikizana padziko lonse lapansi.
Ndikofunika kukumbukira kuti kuthamanga kwa kuwala kumakhala kosalekeza m'malo opanda kanthu ndipo kumagwira ntchito yofunika kwambiri m'magawo ambiri a maphunziro, kuchokera ku sayansi ya zakuthambo kupita ku uinjiniya wamagetsi. Kutha kuwerengera ndikumvetsetsa fomulayi kumatifikitsa pafupi ndi kumvetsetsa kwathunthu za chilengedwe komanso kutilola kupanga matekinoloje atsopano omwe amadalira liwiro lofunikirali.
Pamene malire a chidziwitso cha sayansi akuwonjezeka, kuwerengera liwiro la kuwala kudzapitirizabe kukhala gawo lalikulu la kafukufuku ndi kupita patsogolo. Kupitirizabe kuphunzira ndi kukonzanso kudzabweretsa malingaliro atsopano ndi zotulukira zomwe zidzayendetsa chitukuko cha sayansi ndi zamakono m'tsogolomu.
Mwachidule, kuwerengera kwa chilinganizo cha liwiro la kuwala ndi njira yosangalatsa komanso yofunikira kuti timvetsetse chilengedwe chathu komanso ntchito zomwe zimatizungulira. Kufunika kwake mu sayansi yamakono sikunganyalanyazidwe ndipo, pamene tikupitiriza kufufuza gawo lalikulu la sayansi, ndondomekoyi idzakhalabe mzati wofunikira panjira yathu yopita ku chidziwitso chochuluka cha dziko lozungulira ife.
Ndine Sebastián Vidal, mainjiniya apakompyuta omwe amakonda ukadaulo komanso DIY. Komanso, ine ndine mlengi wa tecnobits.com, komwe ndimagawana nawo maphunziro kuti ukadaulo ukhale wofikirika komanso womveka kwa aliyense.