Yorugʻlik tezligi

Yorugʻlik tezligi — elektromagnit (jumladan, yorugʻlik) toʻlqinlarining tarqalish tezligi; fizikaning asosiy doimiylaridan biri; har qanday fizik taʼsirlarning eng yuqori chegaraviy tarqalish tezligi; eng aniq qiymati c=299 792 458 m/s. Yorugʻlik tezligi moddiy jismlarning toʻliq energiyasini ularning massasi bilan bogʻlaydi

$E=mc^{2}$.

Yorugʻlikning muhitdagi tezligi c' muhitlarning sindirish koʻrsatkichi n bilan bogʻlangan boʻlib, har doim c dan kichik boʻladi. Yorugʻlik tezligini bevosita va bilvosita aniqlash mumkin. Yorugʻlik tezligini dastlab 1676-yilda daniyalik astronom O. K. Ryomer aniqladi. U Yupiter sayyorasi yoʻldoshlarining tutilishlari orasidagi vaqt oʻzgarishiga qarab c=300 870 ± 2 700 km/s ga teng ekanligini topdi. Soʻngra (1728-yilda) ingliz astronomi J. Bradley yulduzlarning yorugʻlik aberratsiyalarini kuzatib yorugʻlik tezligini aniqladi. Yerda yorugʻlik tezligining qiymatini birinchi boʻlib 1849-yilda fransuz fizigi A. I. L. Fizo tishli gʻildiraklarning aylanishi natijasida hosil boʻlgan yorugʻlik nurining aniq masofaga borib qaytish vaqtini oʻlchash usuli orqali topdi. U olgan natija: 313 300 km/s. Keyingi qadamni 1862-yilda fransuz fizigi J. B. L. Fuko qoʻydi. U yurtdoshi D. Arago tomonidan 1838-yilda taklif qilingan aylana koʻzgu usulidan foydalangan holda tajriba utkazib, s = 298 000 ± 500 km/s ekanligini aniqladi. Fuko yorugʻlikning suvdagi tezligi havodagi tezligidan kamligini koʻrsatdi.

Fizo va Fuko usuliga moslashgan tajribalar keyinroq koʻp marta har xil oʻzgarishlar kiritilgan holda boshqa olimlar tomonidan ham oʻtkazilgan. Bular orasida amerikalik fizik A. Maykelson oʻzining aylanma prizma usulida Fizoning tishli gʻildirak va Fukoning aylanma koʻzgu usullaridagi kamchiliklarni bartaraf qilib Yorugʻlik tezligining „yangi“ qiymatini topdi. Bu usul natijasi: c= 299 890 ± 60 km/s. Havoning bir jinsli emasligi yorugʻlik tezligini aniqroq oʻlchashga taʼsir qiladi. Maykelson havosiz trubadan foydalanadi va c=299 796 ± 4 km /s natijani oladi (1926). Yorugʻlik tezligining bu qiymati oʻsha vaqtda eng toʻgʻrisi boʻlib, u fizik kattaliklarning xalqaro jadvaliga kiritilgan. 19-asrda yorugʻlik tezligini oʻlchash fizikada katta ahamiyatga ega boʻlishi bilan birga, yana bir marta yorugʻlikning toʻlqinlar nazariyasini tasdikladi, optikaning elektromagnetizm nazariyasi bilan bogʻliqligini bilish hamda J. K. Maksvell tomonidan 1864—73-yillarda yorugʻlikning elektromagnetizm nazariyasini yaratishda katta tayanch boʻldi. Bilvosita usullar quyidagilar: barcha yulduzlar osmon gumbazida ellips (sfera) boʻylab harakatlanadi; ularning qisqa oʻqlari Yerdan $\alpha$ = 20,47" burchak ostida koʻrinadi. Bu yorugʻlik aberratsiyasi tufayli, yaʼni Yerning Quyosh atrofida $v$=29,8km/s tezlik bilan harakatlanishidan hosil boʻladi. Yerdan yulduzlarni kuzatish uchun teleskop trubasini Yer harakati tomonga ogʻdirish kerak. U vaqtda ogʻish burchagi tangensi $tg\alpha$. Bu usul natijasi: c=299 640 ± 750 km/s. Elektr zaryadi va elektrostatik oʻlchash birliklari nisbatidan iborat elektrodinamik doimiyni aniqlash (nemis fiziklari R. Kolraush va V. Veber; 1856), yorugʻlikning chastota va toʻlqin uzunligi maʼlum boʻlganda yorugʻlik tezligini aniqlash usullari ham bor. Hozirgi vaqtda yorugʻlik tezligini oʻlchash Fizo usullarining zamonaviylashtirilgan usullarini, yorugʻlik modulyatsiyasini qoʻllash orqali amalga oshiriladi. Lazer nurlaridan va chastotasi barqarorlashtirilgan ultratovush modulyatoridan foydalanish usuli orqali oʻlchangan yorugʻlik tezligining aniqlik darajasi anchagina yuqori boʻlib, olingan natija s= 299 792,5 ±0,15 km/s ni tashkil qiladi. 1972-yilda amerikalik olim K. Ivenson oʻz xodimlari bilan birga seziy chastota standarti orqali aniqroq natija olgan: s= 299 792 456,2 ± 0,2 m/s. Xalqaro fan va texnika soniy maʼlumotlar qoʻmitasi bosh assambleyasining 1973-yildagi qaroriga binoan vakuumdagi yorugʻlik tezligining qiymati s = 299 792 458 ± 1,2 m/s deb qabul qilingan.

Vakuumdagi qiymati

Yerdan Oygacha yorugʻlikning yetib borishi modeli

Yorugʻlikning vakuumdagi tezligi „c“ fizik doimiydir. Uning eng aniq qiymati c=299 792 458 m/s, yoki 1 079 252 848.8 km/soatga teng. Shuningdek, 1983-yilda yorugʻlik tezligining aniq qiymatidan foydalanilgan holda metr etaloni qabul qilingan. 1 metr — yorugʻlik nurining vakuumda, 1/299 792 458 soniya ichida bosib oʻtgan masofasiga teng. Yorugʻlik tezligi moddiy jismlarning toʻliq energiyasini ularning massasi bilan bogʻlaydi: E = mc². Yorugʻlikning muhitdagi tezligi „c'“ muhitlarning sindirish koʻrsatkichi „p“ bilan bogʻlangan boʻlib, har doim „c“ dan kichik boʻladi.

Tarixi

Yorugʻlik tezligini bevosita va bilvosita aniqlash mumkin. Yorugʻlik tezligini dastlab 1676-yilda daniyalik astronom Olaf Ryomer aniqlagan. U Yupiter sayyorasi yoʻldoshlarining tutilishlari orasidagi vaqt oʻzgarishiga qarab c=300 870 ± 2 700 km/soat ekanligini topdi.