Sida loo xisaabiyo xawaaraha caanaha nalka

Xisaabinta qaabka xawaaraha iftiinka Waa geedi socod Aasaaska gudaha cilmiga sayniska, gaar ahaan fiisigiska. Joogtada weyni waxay leedahay qiimo joogto ah oo aan is bedeli karin meel bannaan, laakiin go'aankeeda saxda ah wuxuu u baahan yahay hannaan adag oo taxadar leh. Maqaalkan, waxaan si faahfaahsan u baari doonaa tillaabooyinka loo baahan yahay si loo xisaabiyo xawaaraha caanaha nalka, iyadoo la tixgelinayo sifooyinka aasaasiga ah ee iftiinka iyo isla'egyada khuseeya. Laga soo bilaabo cabbiraadda tijaabada ilaa qaacidooyinka aragtida ku lug leh, waxaan si dhab ah iyo farsamo ahaan u baari doonaa nidaamka lagama maarmaanka u ah si loo helo qiimaha saxda ah ee joogtada ah ee aasaasiga ah. U diyaar garow inaad gasho safar cilmiyeed soo jiidasho leh oo ku wajahan xisaabinta qaacidada xawaaraha iftiinka.

1. Hordhaca xawaaraha caanaha nalka

Qaaciddada xawaaraha iftiinka waa mid ka mid ah fikradaha aasaasiga ah ee fiisigiska. Waa qiimo joogta ah oo ku jira faaruqnimada waxayna muhiimad weyn u leedahay laamo badan oo sayniska iyo tignoolajiyada ah. Soo saaristeedu waxa ay wax ka beddeshay fahamkayaga adduunka oo waxa ay horseedday horumar muhiim ah oo laga gaadhay aragtida isu-dheellitirka iyo fiisigiska quantum-ka.

Si loo fahmo xawaaraha qaacidada iftiinka, waxaa muhiim ah in la fahmo qeexitaankiisa iyo sida loo soo saaro. Xagga aasaasiga ah, xawaaraha iftiinka (c) waxaa lagu qeexaa masaafada uu iftiinku socdo cutubka dhexdiisa waqtiga. Qaaciddan waxa xisaab ahaan lagu muujiyey c = λν, halkaas oo λ ka dhigan tahay hirarka dhererka iyo ν waa inta jeer. Waxaa muhiim ah in maskaxda lagu hayo in xawaaraha iftiinka ee vacuum uu leeyahay qiyaastii 299,792,458 mitir ilbiriqsikiiba.

Tusaalaha wax ku oolka ah si aad si fiican u fahamto qaacidadan waa in la tixgeliyo iftiinka uu iftiimiyo xiddig fog. Sida iftiinku u dhex maro meel bannaan, mawjadda dhererkiisu wuu isbedeli karaa iyadoo ay ugu wacan tahay saamaynta Doppler iyo ballaarinta caalamka. Marka la falanqeeyo kala duwanaanshahan hirarka dhererka, saynis yahanadu waxay ogaan karaan xawaaraha uu xiddigu ku socdo ama ku soo wajahan yahay. Tani waxay ku siinaysaa macluumaad qiimo leh oo lagu baranayo samaynta iyo horumarka caalamka.

2. Fikradaha aasaasiga ah ee ku saabsan xawaaraha iftiinka

Xawaaraha iftiinku waa aasaaska aasaasiga ah ee fiisigiska kaas oo door muhiim ah ka ciyaara fahamka caalamka. Qiimaheeda waxaa lagu go'aamiyaa 299,792,458 mitir ilbiriqsikii marka ay faaruq ahaadaan, waana xawaaraha ugu badan ee aragti ahaaneed ee shay kasta ama macluumaad kasta uu ku socon karo. Si loo fahmo xawaaraha iftiinka, waxaa muhiim ah in maskaxda lagu hayo qaar ka mid ah fikradaha aasaasiga ah.

Marka hore, waxaa lagama maarmaan ah in la fahmo in iftiinka uu ku faafo qaabka hirarka elektromagnetic. Mowjadahani waxa ay ka kooban yihiin dhul koronto iyo birlab ah, kuwaas oo si toos ah midba midka kale u ruxruxo una siman jihada faafinta. Iftiinku wuxuu ku dhex safri karaa meel faaruq ah iyo warbaahinta maaddooyinka, sida hawada ama biyaha, inkasta oo xawaarihiisa uu hoos u dhacay warbaahintan sababtoo ah isdhexgalka qaybaha dhexdhexaadka ah.

Fikradda kale ee muhiimka ah ayaa ah midda isu-dheellitirka gaarka ah, oo uu soo jeediyay Albert Einstein 1905. Marka loo eego aragtidan, xawaaraha iftiinku waa mid joogto ah dhammaan kormeerayaasha, iyada oo aan loo eegin xawaaraha u dhexeeya iyaga. Tani waxay tusinaysaa in wakhtiga iyo meeshu aanay ahayn mid dhamaystiran, balse ay ku xidhan tahay goobjoogaha. Intaa waxaa dheer, kororka xawaaraha ee shay Dhaqdhaqaaqa ayaa noqda mid aad u adag marka uu ku soo dhawaado xawaaraha iftiinka, taas oo keenta saameyno ay ka mid yihiin wakhti balaadhinta iyo dhererka foosha.

3. Cabbirka xawaaraha iftiinka ee xaaladaha ku habboon

4. Waxyaabaha saameeya xawaaraha iftiinka ee dhexdhexaadka ah

Xawaaraha iftiinka ee dhexdhexaadka ah waxaa saameyn kara arrimo kala duwan oo ay tahay in la tixgeliyo marka la samaynayo nooc kasta oo xisaabin ama tijaabo ah. Mid ka mid ah arrimaha ugu muhiimsan waa index refractive ee dhexdhexaadka ah, taas oo go'aamisa sida xawaaraha iftiinka hoos u dhaco ama u dedejiyo marka uu dhex marayo. Tusmada dib-u-celinta waxay ku xiran tahay hal-abuurka iyo qaab-dhismeedka dhexdhexaadinta, waxayna si aad ah ugu kala duwanaan kartaa qalabka kala duwan.

Arrin kale oo saameyn ku yeelan karta xawaaraha iftiinka dhexdhexaadka ah waa heerkulka. Marka heerkulka dhexdhexaadku kordho, qaybaha ka samaysan ayaa si degdeg ah u dhaqaaqa, taas oo keeni karta korodhka cufnaanta dhexdhexaadka ah, sidaas awgeed, hoos u dhaca xawaaraha iftiinka. Taas beddelkeeda, iyadoo la dhimayo heerkulka dhexdhexaadka ah, xawaaraha iftiinka waa la kordhin karaa.

Intaa waxaa dheer, cadaadisku wuxuu sidoo kale saameyn karaa xawaaraha iftiinka ee dhexdhexaadka ah. Marka cadaadiska uu kordho, molecules ama qaybo ka mid ah isku dhufashada dhexdhexaadka ah oo u dhawaada midba midka kale. Tani waxay keenaysaa in xawaaraha faafinta iftiinka uu hoos u dhaco, maadaama qaybuhu ay dhow yihiin oo is-dhexgal badan ayaa ka dhex abuurma. Dhanka kale, marka cadaadisku hoos u dhaco, qaybo ka mid ah ayaa kala go'a, xawaaraha iftiinkana wuu kordhi karaa.

5. Hababka lagu xisaabiyo xawaaraha iftiinka meel dhexe oo gaar ah

Waxaa jira dhowr. Mid ka mid ah hababka ugu caansan waa in la isticmaalo xiriirka ka dhexeeya xawaaraha iftiinka ee vacuum iyo xawaaraha iftiinka ee dhexdhexaadiyaha su'aasha.

Si loo xisaabiyo xawaaraha iftiinka meel dhexaad gaar ah, waxaad isticmaali kartaa qaacidada v = c/n, halkaasoo v ay tahay xawaaraha iftiinka dhex dhexaadka, c waa xawaaraha iftiinka meel bannaan, iyo n waa index of refraction. ee dhexdhexaadka ah. Tilmaanta refractive-ku waa cabbirka xawaaraha uu iftiinku ku faafo meel dhex dhexaad ah marka loo eego xawaaraha uu ku jiro meel bannaan.

Si loo sameeyo xisaabintan, waxaa muhiim ah in la ogaado qiimaha index refractive ee dhexdhexaadka ah taas oo aad rabto in aad xisaabiso xawaaraha iftiinka. Qiimahani wuu kala duwanaan karaa iyadoo ku xiran dhexdhexaadka, sidaas darteed taasoo lagama maarmaan ah la tasho miisaska tixraaca ama baadhis ilo lagu kalsoonaan karo. Marka la ogaado qiimaha index refractive, waxa lagu beddeli karaa qaacidada iyo xawaaraha iftiinka dhexdhexaadka gaar ah waa la xisaabin karaa.

6. Codsiga xawaaraha caanaha nalka ee muraayadaha indhaha

Si aad u dalbato xawaaraha caanaha iftiinka ee muraayadaha, waxaa lagama maarmaan ah in la tixgeliyo dhowr arrimood oo aasaasi ah. Ugu horreyntii, waxaa muhiim ah in la xasuusto in xawaaraha iftiinka ee vacuum uu yahay mid caalami ah oo joogto ah oo ka dhigan xarafka "c", oo leh qiyaastii 299.792 kiiloomitir halkii labaad. Macluumaadkani waa lagama maarmaan si loo horumariyo xisaabin kasta oo la xidhiidha faafinta iftiinka.

Mid ka mid ah isticmaalka ugu badan ee xawaaraha qaacidada iftiinka ee muraayadaha indhaha waa xisaabinta index refractive ee dhexdhexaad ah. Tusmada dib-u-celinta, oo uu matalo xarafka "n", waa cabbirka xawaaraha uu iftiinku ku faafo meel dhexaad ah marka loo eego xawaaraha faakuumka. Waxaa lagu xisaabin karaa iyadoo la isticmaalayo qaacidada n = c/v, halkaasoo "v" ay ka dhigan tahay xawaaraha iftiinka dhexda su'aasha. Xisaabintani waxay faa'iido u yeelan kartaa xaalado kala duwan oo kala duwan, laga bilaabo go'aaminta qadarka leexashada iftiinka iftiinka marka uu marayo priism, naqshadeynta muraayadaha iyo qalabka indhaha.

Waxaa jira dhowr habab iyo qalab la heli karo si loogu dabaqo xawaaraha caanaha nalka ee muraayadaha. si wax ku ool ah. Mid ka mid ah ikhtiyaarka ayaa ah in la isticmaalo jilayaasha khadka tooska ah ama xisaabiyeyaasha kuu oggolaanaya inaad geliso qiyamka u dhigma oo aad si toos ah u sameyso xisaabinta. Intaa waxaa dheer, waxaa jira kheyraad badan oo waxbarasho oo ah qaab casharro iyo tusaaleyaal wax ku ool ah oo laga heli karo internetka. Khayraadkani waxay noqon karaan kuwo aad waxtar u leh si aad si fiican u fahamto fikradaha aragtida iyo ku-dhaqankooda dhibaatooyinka adduunka dhabta ah.

7. Xisaabinta xawaaraha iftiinka iyadoo la adeegsanayo farsamooyin tijaabo ah

Xisaabinta xawaaraha iftiinka iyadoo la adeegsanayo farsamooyin tijaabo ah waa hawl adag laakiin soo jiidasho leh. Oo ay la socdaan taariikhda, Saynis yahanadu waxay dejiyeen habab kala duwan si ay u go'aamiyaan xawaaraha iftiinka si sax ah oo weyn. Hoos waxaa ah hage-tilaabo tallaabo ah oo lagu xisaabinayo xawaarahan:

1. Habka muraayadda wareegta: Habkani waxa uu isticmaalaa muraayad ku wareegaysa xawaare joogto ah. Isha iftiinka ayaa la dhigayaa meel fog oo la garanayo oo muraayadan u jirta, si iftiinka iftiimaya uu ugu soo laabto barta bilowga. Marka la cabbiro wakhtiga uu iftiinku ku socdo inta la og yahay, lana ogaado xawaraha xagasha ee muraayada, xawaaraha iftiinka waxa lagu xisaabin karaa qaacidada V = ω * d, halka V uu yahay xawaaraha iftiinka, ω waa Xawaaraha xaglaha ee muraayadda iyo d waa fogaanta la yaqaan.

2. Habka Fizeau: Habkan, giraangiraha gear-ka ee ku wareegaya xawaare la yaqaan ayaa la isticmaalaa waxaana la dhigaa dariiqa iftiinka iftiinka. Iftiinkan iftiinka ahi waxa uu ka muuqdaa muraayad wuxuuna ku soo noqdaa meelaha bannaan ee u dhexeeya ilkaha taayirrada ilaa goobjoogaha. Marka la cabbiro xaglaha u dhexeeya dhacdada iyo fallaadhaha iftiinka soo baxaya iyo ogaanshaha xawaaraha xaglaha ee giraangiraha, xawaaraha iftiinka waxaa lagu xisaabin karaa iyadoo la adeegsanayo qaacidada V = N * λ * f, halkaasoo V uu yahay xawaaraha iftiinka, N waa tirada ilkaha ee giraangiraha, λ waa hirarka iftiinka iyo f waa wareegga wareegga giraangiraha.

Gebogebadii, xawaaraha qaacidada iftiinku waa qalab awood badan oo lagu fahmo laguna qiyaaso faafinta iftiinka meel bannaan. Iyadoo loo marayo xisaabinteeda, waxaan sahaminay qiyaasaha kala duwan iyo joogtaynta ku lug leh isla'egtan aasaasiga ah. Horumarka sayniska iyo tignoolajiyada ee ku salaysan qaaciidadan ayaa wax ka beddelay fiisigiska iyo isgaarsiinta heer caalami ah.

Waxaa muhiim ah in la xasuusto in xawaaraha iftiinka uu si joogto ah ugu jiro meel bannaan oo uu kaalin aasaasi ah ka ciyaaro qaybo badan oo waxbarasho ah, laga soo bilaabo xiddigiska ilaa injineernimada elektaroonigga ah. Awoodda xisaabinta iyo fahamka qaaciidadan waxay nagu soo dhawaynaysaa faham dhammaystiran ee dabeecadda waxayna noo ogolaanaysaa inaan horumarino tignoolajiyada cusub ee ku xiran xawaarahan aasaasiga ah.

Marka ay xadka aqoonta cilmigu balaadhiso, xisaabinta xawaaraha iftiinka waxay sii ahaan doontaa qayb muhiim ah oo cilmi-baadhis iyo horumar ah. Daraasaddeeda iyo hagaajinteeda sii socota waxay dhalin doontaa aragtiyo cusub iyo daahfuryo horseed u ah horumarinta sayniska iyo tignoolajiyada mustaqbalka.

Marka la soo koobo, xisaabinta xawaaraha qaacidada iftiinka ayaa ah mid xiiso leh oo lagama maarmaan u ah fahamka koonkeena iyo codsiyada la taaban karo ee inagu xeeran. Muhiimadda ay u leedahay cilmiga casriga ah lama dhayalsan karo, inta aan sii wadno sahaminta cilmiga fiisigiska ee baaxadda leh, qaacidadaani waxay ahaan doontaa tiir asaasi ah oo ku taagan jidkeena aqoonta weyn ee adduunka inagu xeeran.