Iṣiro agbekalẹ iyara ti imọlẹ Ilana kan ni Pataki laarin aaye ijinle sayensi, paapaa ni fisiksi. Ibakan nla yii ni iye igbagbogbo ati ailagbara ninu igbale, ṣugbọn ipinnu kongẹ rẹ nilo ilana ti o muna ati aṣeju. Ninu àpilẹkọ yii, a yoo ṣawari ni apejuwe awọn igbesẹ ti o nilo lati ṣe iṣiro iyara ti agbekalẹ ina, ṣe akiyesi awọn ohun-ini ipilẹ ti ina ati awọn idogba ti o yẹ. Lati wiwọn adanwo si awọn agbekalẹ imọ-jinlẹ ti o kan, a yoo ni ifojusọna ati imọ-ẹrọ ṣe ayẹwo ilana ti o ṣe pataki lati gba iye deede ti igbagbogbo ipilẹ ipilẹ yii. Ṣetan lati bẹrẹ irin-ajo imọ-jinlẹ fanimọra si ọna ṣiṣe iṣiro agbekalẹ fun iyara ina.
1. Ifihan si iyara ti agbekalẹ ina
Ilana fun iyara ina jẹ ọkan ninu awọn imọran ipilẹ ti fisiksi. O jẹ iye igbagbogbo ni igbale ati pe o jẹ pataki nla ni ọpọlọpọ awọn ẹka ti imọ-jinlẹ ati imọ-ẹrọ. Awari rẹ ṣe iyipada oye wa ti agbaye ati pe o ti yori si awọn ilọsiwaju pataki ni imọ-jinlẹ ti ibatan ati fisiksi kuatomu.
Lati loye iyara ti agbekalẹ ina, o ṣe pataki lati ni oye itumọ rẹ ati bii o ṣe jẹri. Ni awọn ofin ipilẹ, iyara ina (c) jẹ asọye bi ijinna ti ina n rin nínú ẹ̀rọ náà ti akoko. A ṣe afihan agbekalẹ yii ni mathematiki bi c = λν, nibiti λ duro fun gigun ati ν jẹ igbohunsafẹfẹ. O ṣe pataki lati tọju ni lokan pe iyara ina ninu igbale ni iye isunmọ ti awọn mita 299,792,458 fun iṣẹju kan.
Apeere ti o wulo lati ni oye agbekalẹ yii daradara ni lati gbero ina ti o tan jade nipasẹ irawọ ti o jinna. Bi ina ṣe nrin nipasẹ aaye, gigun gigun rẹ le yipada nitori ipa Doppler ati imugboroja ti agbaye. Nipa gbigbeyewo iyatọ yii ni gigun gigun, awọn onimo ijinlẹ sayensi le pinnu iyara ti irawọ naa n lọ kuro tabi sunmọ. Eyi pese alaye ti o niyelori fun kikọ ẹkọ idasile ati itankalẹ ti agbaye.
2. Awọn imọran ipilẹ nipa iyara ti ina
Iyara ina jẹ igbagbogbo ipilẹ ni fisiksi ti o ṣe ipa pataki ninu oye wa ti agbaye. Iwọn rẹ jẹ ipinnu ni awọn mita 299,792,458 fun iṣẹju keji ni igbale, ati pe o jẹ iyara ti o pọju imọ-jinlẹ eyiti eyikeyi nkan tabi alaye le rin irin-ajo. Lati ni oye iyara ti ina daradara, o ṣe pataki lati tọju diẹ ninu awọn imọran ipilẹ ni lokan.
Ni akọkọ, o ṣe pataki lati ni oye pe ina tan kaakiri ni irisi awọn igbi itanna eletiriki. Awọn igbi wọnyi ni awọn aaye itanna ati awọn aaye oofa, eyiti o wa ni papẹndikula si ara wọn ati pe o wa ni papẹndikula si itọsọna ti ikede. Imọlẹ le rin irin-ajo mejeeji ni igbale ati nipasẹ media ohun elo, gẹgẹbi afẹfẹ tabi omi, botilẹjẹpe iyara rẹ dinku ni awọn media wọnyi nitori ibaraenisepo pẹlu awọn patikulu ti alabọde.
Imọran pataki miiran ni ti ifaramọ pataki, ti Albert Einstein dabaa ni 1905. Gẹgẹbi imọran yii, iyara ina jẹ igbagbogbo fun gbogbo awọn alafojusi, laibikita iyara ibatan laarin wọn. Eyi tumọ si pe akoko ati aaye kii ṣe pipe, ṣugbọn da lori oluwoye naa. Ni afikun, iyara pọ si ti ohun kan Gbigbe di iṣoro siwaju sii bi o ti n sunmọ iyara ina, ti o yori si awọn ipa bii dilation akoko ati ihamọ gigun.
3. Wiwọn iyara ti ina labẹ awọn ipo to dara julọ
O jẹ ilana ti o nipọn ṣugbọn iwunilori. Botilẹjẹpe o le dabi awọn nija ni akọkọ, da fun awọn ọna ati awọn irinṣẹ oriṣiriṣi wa ti o jẹ ki iṣẹ yii rọrun. Ni isalẹ yoo gbekalẹ a igbese ni igbese alaye lati yanju iṣoro yii deede ati ki o reliably.
Igbesẹ akọkọ ni lati rii daju pe o ni agbegbe ti o dara, laisi eyikeyi kikọlu ti o le yi awọn abajade pada. O ni imọran lati gbe wiwọn ni pipade, aaye dudu, yago fun awọn orisun taara ti ina ita. Ni afikun, o gbọdọ rii daju pe ohun elo ti a lo wa ni ipo pipe ati pe o ni iwọn deede.
Nigbamii ti, ẹrọ ti njade ina, gẹgẹbi laser, ati eto gbigba ti o le ṣawari ifihan agbara ti o jade ni a lo. O ti wa ni niyanju lati gbe awọn ẹrọ mejeeji ni a mọ ati ibakan ijinna. Lẹhinna, akoko ti o gba fun ifihan agbara lati gba lati ọdọ olufiranṣẹ si olugba jẹ iwọn. Akoko yii yoo ṣe pataki lati ṣe iṣiro iyara ina nipa lilo agbekalẹ V = D/T, nibiti V ṣe aṣoju iyara ati D ni ijinna ti o rin.
4. Awọn okunfa ti o ni ipa lori iyara ti ina ni alabọde
Iyara ti ina ni alabọde le ni ipa nipasẹ ọpọlọpọ awọn ifosiwewe ti o gbọdọ ṣe akiyesi nigba ṣiṣe eyikeyi iru iṣiro tabi idanwo. Ọkan ninu awọn okunfa pataki julọ ni itọka ifasilẹ ti alabọde, eyiti o pinnu bi iyara ina ṣe fa fifalẹ tabi yiyara bi o ti n kọja nipasẹ rẹ. Atọka refractive da lori akopọ ati igbekale ti alabọde, ati pe o le yatọ ni riro laarin awọn ohun elo oriṣiriṣi.
Ohun miiran ti o le ni ipa lori iyara ti ina ni alabọde ni iwọn otutu. Bi iwọn otutu ti alabọde ti n pọ si, awọn patikulu ti o jẹ ki o lọ ni kiakia, eyi ti o le fa ilosoke ninu iwuwo ti alabọde ati, nitori naa, idinku ninu iyara ti ina. Ni ilodi si, nipa idinku iwọn otutu ti alabọde, iyara ina le pọ si.
Ni afikun, titẹ tun le ni agba iyara ti ina ni alabọde. Bi titẹ naa ṣe n pọ si, awọn ohun elo tabi awọn patikulu ti compress alabọde ati gbe sunmọ ara wọn. Eyi fa iyara ti itankale ina lati dinku, niwọn igba ti awọn patikulu ti sunmọ ati pe awọn ibaraenisepo diẹ sii wa laarin wọn. Ni apa keji, bi titẹ naa ti dinku, awọn patikulu ya sọtọ ati iyara ina le pọ si.
5. Awọn ọna fun iṣiro iyara ti ina ni kan pato alabọde
Orisirisi lo wa. Ọkan ninu awọn ọna ti o wọpọ julọ ni lati lo ibasepọ laarin iyara ina ni igbale ati iyara ina ni alabọde ni ibeere.
Lati ṣe iṣiro iyara ti ina ni alabọde kan pato, o le lo agbekalẹ v = c/n, nibiti v jẹ iyara ina ni alabọde, c jẹ iyara ina ni igbale, ati n jẹ itọka ifasilẹ. ti awọn alabọde. Atọka refractive jẹ wiwọn iyara ti ina tan kaakiri ni alabọde ni akawe si iyara rẹ ni igbale.
Lati ṣe iṣiro yii, o ṣe pataki lati mọ iye ti itọka ifasilẹ ti alabọde ninu eyiti o fẹ ṣe iṣiro iyara ti ina. Yi iye le yato da lori awọn alabọde, rẹ èyí tí ó ṣe pàtàkì kan si awọn tabili itọkasi tabi ṣe iwadii awọn orisun igbẹkẹle. Ni kete ti iye ti itọka ifasilẹ ti mọ, o le paarọ rẹ sinu agbekalẹ ati iyara ina ni alabọde kan pato le ṣe iṣiro.
6. Ohun elo ti iyara ti agbekalẹ ina ni awọn opiki
Lati lo iyara ti agbekalẹ ina ni awọn opiti, o jẹ dandan lati ṣe akiyesi ọpọlọpọ awọn aaye ipilẹ. Ni akọkọ, o ṣe pataki lati ranti pe iyara ti ina ni igbale jẹ igbagbogbo ti gbogbo agbaye ti o jẹ aṣoju nipasẹ lẹta "c", pẹlu iye isunmọ ti 299.792 kilomita fun iṣẹju kan. Alaye yii ṣe pataki lati ṣe agbekalẹ iṣiro eyikeyi ti o ni ibatan si itankale ina.
Ọkan ninu awọn lilo ti o wọpọ julọ ti iyara ti agbekalẹ ina ni awọn opiti jẹ iṣiro ti atọka itọka ti alabọde kan. Atọka itusilẹ, ti o jẹ aṣoju nipasẹ lẹta “n”, jẹ iwọn iyara ti ina tan kaakiri ni alabọde ni akawe si iyara ni igbale. O le ṣe iṣiro nipa lilo agbekalẹ n = c/v, nibiti "v" ṣe afihan iyara ina ni alabọde ni ibeere. Iṣiro yii le wulo ni ọpọlọpọ awọn ipo, lati pinnu iye iyapa ti ina ti ina bi o ti n kọja nipasẹ prism, si apẹrẹ awọn lẹnsi ati awọn ẹrọ opiti.
Awọn ọna pupọ ati awọn irinṣẹ wa lati lo iyara ti agbekalẹ ina ni awọn opiki. munadoko. Aṣayan kan ni lati lo awọn simulators ori ayelujara tabi awọn iṣiro ti o gba ọ laaye lati tẹ awọn iye ti o baamu ati ṣe awọn iṣiro laifọwọyi. Ni afikun, ọrọ ti awọn orisun eto-ẹkọ wa ni irisi awọn ikẹkọ ati awọn apẹẹrẹ iṣe ti o wa lori ayelujara. Awọn orisun wọnyi le wulo pupọ lati ni oye awọn imọran imọ-jinlẹ ati ohun elo wọn ni awọn iṣoro gidi-aye.
7. Iṣiro iyara ti ina nipa lilo awọn ilana idanwo
Iṣiro iyara ti ina nipa lilo awọn ilana idanwo jẹ eka kan ṣugbọn ilana iyalẹnu. Pẹlú ti itan, Awọn onimo ijinlẹ sayensi ti ṣe agbekalẹ awọn ọna oriṣiriṣi lati pinnu iyara ti ina pẹlu iṣedede nla. Ni isalẹ ni itọsọna igbese-nipasẹ-igbesẹ lati ṣe iṣiro iyara yii:
1. Yiyi digi ọna: Ọna yi nlo digi ti o n yi ni kan ibakan iyara. A gbe orisun ina si ijinna ti a mọ lati digi yii, ki ina ti o tan imọlẹ pada si aaye ibẹrẹ. Nipa wiwọn akoko ti o gba fun ina lati rin irin-ajo ijinna ti a mọ, ati mọ iyara igun ti digi, iyara ina le ṣe iṣiro pẹlu agbekalẹ V = ω * d, nibiti V jẹ iyara ti ina, ω ni iyara angula ti digi ati d jẹ ijinna ti a mọ.
2. Ọna Fizeau: Ni ọna yii, kẹkẹ jia ti n yiyi ni iyara ti a mọ ni a lo ati gbe si ọna ti ina ti ina. Imọlẹ ina yii jẹ afihan lati inu digi kan ati ki o pada nipasẹ awọn aaye laarin awọn eyin ti kẹkẹ si oluwoye. Nipa wiwọn igun laarin iṣẹlẹ naa ati awọn itanna ina ti n yọ jade ati mọ iyara igun ti kẹkẹ, iyara ina le ṣe iṣiro nipa lilo agbekalẹ V = N * λ * f, nibiti V jẹ iyara ti ina, N ni nọmba ti eyin lori kẹkẹ, λ ni awọn wefulenti ti ina ati f jẹ yiyi igbohunsafẹfẹ ti awọn kẹkẹ.
Ni ipari, iyara ti agbekalẹ ina jẹ ohun elo ti o lagbara fun agbọye ati iṣiro itankalẹ ti ina ni igbale. Nipasẹ iṣiro rẹ, a ti ṣawari awọn isunmọ oriṣiriṣi ati awọn iduro ti o ni ipa ninu idogba ipilẹ yii. Awọn ilọsiwaju imọ-ẹrọ ati imọ-ẹrọ ti o da lori agbekalẹ yii ti ṣe iyipada agbaye ti fisiksi ati ibaraẹnisọrọ ni ipele agbaye.
O ṣe pataki lati ranti pe iyara ina jẹ igbagbogbo ni igbale ati ṣe ipa ipilẹ ni ọpọlọpọ awọn aaye ikẹkọ, lati aworawo si imọ-ẹrọ itanna. Agbara lati ṣe iṣiro ati loye agbekalẹ yii n mu wa sunmọ si oye pipe ti iseda ati gba wa laaye lati ṣe idagbasoke awọn imọ-ẹrọ imotuntun ti o da lori iyara ipilẹ yii.
Bi awọn opin ti imo ijinle sayensi ṣe gbooro, ṣiṣe iṣiro iyara ina yoo tẹsiwaju lati jẹ nkan pataki ti iwadii ati ilọsiwaju. Iwadii ti o tẹsiwaju ati isọdọtun yoo ja si awọn iwoye tuntun ati awọn iwadii ti yoo ṣe idagbasoke idagbasoke imọ-ẹrọ ati imọ-ẹrọ ni ọjọ iwaju.
Ni kukuru, iṣiro ti agbekalẹ fun iyara ti ina jẹ ibawi moriwu ati pataki fun oye ti agbaye wa ati awọn ohun elo ti o wulo ti o yika wa. Pataki rẹ ni imọ-jinlẹ ode oni ko le ṣe akiyesi ati pe, bi a ṣe n tẹsiwaju lati ṣawari aaye ti o pọ julọ ti fisiksi, agbekalẹ yii yoo jẹ ọwọn ipilẹ lori ọna wa si imọ nla ti agbaye ni ayika wa.
Emi ni Sebastián Vidal, ẹlẹrọ kọnputa kan ti o ni itara nipa imọ-ẹrọ ati DIY. Siwaju si, Emi ni Eleda ti tecnobits.com, nibiti Mo ti pin awọn ikẹkọ lati jẹ ki imọ-ẹrọ diẹ sii ni iraye si ati oye fun gbogbo eniyan.