لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 31
نخستین اندازه گیری ها
آیا تاکنون برق آذرخش را به هنگام رعد و برق دیده اید ؟ آذرخش جریانی از الکتریسته است که به سرعت از زمین به ابر یا از ابری به ابر دیگر می رود. در این حال دما در کمتر از یک ثانیه به دمای سفید یعنی به چندین هزار درجه می رسد وهوا منبسط می شود. با خاموش شدن برق آذرخش هوا سرد و دوباره منقبض میشود وبا صدای بلندی به حالت اول بر می گردد. این صدا همان صدای رعد است که می شنویم .
وقتی که آذرخش به ما نزدیک باشد برق آن بسیار روشن و صدای رعد بسیار بلند است و هر دو همزمان به ما می رسند .
اما وقتی که آذرخش دور باشد نور زیادی ندارد و صدایی به گوش نمی رسد ولی اگر کمی صبر کنیم پژواک های صدای رعد به گوش می رسد که زیاد بلند نیست .
منطقی است که برق آذرخش از فاصله دور به روشنی فاصله نزدیک نباشد وصدای رعد زیاد بلند نباشد اما چرا صدای رعد را دیرتر می شنویم ؟
علت این است که برای انتقال صوت از جایی به جای دیگر زمان لازم است . سرعت صوت 1190 کیلومتر در ساعت است . یعنی صوت از جایی به جای دیگر زمان لازم است . سرعت صوت 1190 کیلومتر در ساعت است . یعنی صوت در یک ثانیه 332 متر و در پنج ثانیه و اگر در سه کیلومتری ایجاد شود , صدای رعد را پس از 5 ثانیه و اگر در سه کیلومتری ایجاد شود صدای آن را پس از ده ثانیه می شنویم ؛ یعنی هرچه آذرخش دورتر باشد صدای آن دیرتر به ما می رسد .
اما در مورد نور آذرخش چطور ؟ آیا نور نیز پس از مدتی به ما می رسد ؟
احتمالا چنین است اما در این صورت نور باید بسیار سریعتر از صوت حرکت کند زیرا جرقه آذرخش زودتر از رعد به ما می رسد .
آیا راهی برای اندازه گیری سرعت نور وجود دارد ؟
در زمانهای باستان تصور می کردند که نمی توان این کار را انجام داد .
بعضی از دانشوران می پنداشتند که نور آن قدر سریع حرکت می کند که هر مسافتی را هرچند طولانی باشد فقط در یک لحظه می پیماید . آنان فکر می کردند نور با سرعت بی نهایت حرکت می کند یعنی سریعتر از هر سرعتی که بتوان تصور کرد .
حتی آندسته از دانشورانی که می پنداشتند سرعت نور بی نهایت نیست بازهم باور داشتند که سرعت نور آن قدر زیاد است که نمی توان آن را اندازه گرفت .
گالیله دانشمند ایتالیایی نخستین شخصی بود که سعی کرد سرعت نور را اندازه بگیرد . او این تلاش را درحدود سال 1630 میلادی انجام داد .
گالیله و دستیارش هر یک فانوسی سرپوشدار برداشتند تا بتوانند در زمان خاصی با برداشتن و گذاشتن سرپوش , به وسیله نور علامت دهند . گالیله و دستیارش در شبی تاریک که پرتو کمرنگ نور به آسانی دیده می شد از دو تپه نزدیک به هم بالا رفتند. قرار آنها این بود که وقتی هر یک به بالای تپه می رسد با فانوس خود علامت بدهد تا دیگری متوجه شود که اودر بالای تپه است . زمانی که آنها با علامت نور فانوس از وجود یکدیگر در بالای تپه ها آگاه شدند هر دو سرپوش فانوس خود را گذاشتند
سپس گالیله با فانوس خود علامت داد . لحظه ای که دستیار اودر تپه دیگر نور فانوس گالیله را دید با فانوس خود علامت داد . گالیله زمان میان لحظه ای را که با فانوس خود علامت داده بود و لحظه ای را که نور فانوس دستیارش را دید اندازه گرفت آزمایش احتمالا بارها و بارها تکرار شد و میانگین نتایج به دست آمد. زمان سپری شده دست کم تا اندازه ای باید مربوط به زمانی باشد که نور از تپه ای به تپه دیگر می رود وبر می گردد . و تا اندازه ای نیز مربوطه به زمان عکس العمل باشد .
روی هم رفته مدتی طول می کشید تا دستیار گالیله پس از دیدن نور فانوس دستش را حرکت دهد و سرپوش فانوس خود را برای علامت دادن بردارد .
گالیله سپس آزمایش را بر روی دو تپه دیگر که به میزان قابل ملاحظه ای دورتر از دو تپه اول بودند تکرار کرد . گالیله تصور می کرد که زمان عکس العمل باشد .
روی هم رفته مدتی طول می کشید تا دستیار گالیله پس از دیدن نور فانوس دستش را حرکت دهد و سرپوش فانوس خود را برای علامت دادن بردارد .
گالیله سپس آزمایش را بر روی دو تپه دیگر که به میزان قابل ملاحظه ای دورتر از دو تپه اول بودند تکرار کرد . گالیله تصور می کرد که زمان عکس العمل دستیارش تفاوتی نخواهد کرد اما چون در این حال نور مسافت طولانیتری را طی می کند زمان اضافه خواهد شد . زمان اضافه میان علامت گالیله و مشاهده نور برگشت فانوس باید مربوط به زمانی باشد که نور این مسافت اضافی را طی کرده است .
اما هیچ زمان اضافی در کار نبود. زمان میان دو علامت نوری از دو تپه دور و از دو تپه نزدیک دقیقا یکسان بود . در واقع زمان در هر دو حالت همان زمان عکس العمل بوده است . زیرا نور به قدری سریع حرکت می کند که زمان اضافه برای طی مسافت طولانیتر آن قدر کوچک می شود که گالیله نمیتوانسته است آن را اندازه بگیرد . آنچه گالیله می توانست بگوید فقط این بودکه نور بسیار بسیار سریع حرکت می کند.
البته گالیله در آن زمان شرایط نامساعدی داشت . ساعتهای دقیق هنوز اختراع نشده بودند و راهی برای اندازه گیری دقیق فواصل زمانی کوتاه نبود .
در سال 1609 میلادی , گالیله با استفاده از اولین تلسکوپی که متوجه آسمان می شد چهار قمر مشتری را کشف کرد . این قمرها دور مشتری می گردند. هر یک از آنها ضمن گردش خود جلوی مشتری می گذرد و در جهتی از آن دور می شود ,سپس ضمن بازگشت از پشت مشتری می گذرد , و درجهتی دیگر از مشتری دور می شود و ؛ بعد بار دیگر بر می گردد و از جلوی مشتری عبور می کند و این کار بارها و بارها ادامه می یابد.
هر بار که یکی از قمرها به عقب مشتری می رسد وارد خسوف می شود و چون قمرها با سرعتی یکنواخت دور مشتری می گردند با فواصل زمانی ثابت وارد خسوف می شوند . قمری که از همه به مشتری نزدیکتر است در کوتاهترین زمان مشتری را دور می زند و هر روز یک بار وارد خسوف می شود بعدی که دورتر است هر روز یک بار قمر بعدی هر روز و دورترین آنها هر روز یک بار دچار خسوف می شود .
کریستین هویگنس اخترشناس هلندی در سال 1656 ساعت آونگدار را با استفاده از بعضی خواص آونگ که گالیله کشف کرده بود اختراع کرد . این ساعت اولین زمانسج دقیقی بود که تا آن زمان ساخته شده بود و میتوانست زمان را با دقت اندازه بگیرد .
این ساعت زمان رویدادهایی مانند خسوف قمرهای مشتری را بسیار دقیقتر از پیش اندازه می گرفت .
سرعت نور
