"प्रकाशाचा वेग" च्या विविध आवृत्यांमधील फरक

Content deleted Content added

Inline

१४:४४, ५ मे २०१७ ची आवृत्ती

प्रकाशाचा वेग हा एक वैश्विक स्थिरांक असून त्याला भौतिकशास्त्राच्या अनेक शाखांमध्ये महत्त्व आहे. हा c या आद्याक्षराने दर्शवला जातो व त्याचे अचूक मूल्य २९,९७,९२,४५८ मीटर प्रति सेकंद एवढे आहे. प्रकाशाच्या गतीनुसारच मीटर व सेकंद ही एकके ठरवलेली असल्याने वरील अचूक मूल्य मिळते. विशेष सापेक्षतेनुसार विश्वातील सर्व पदार्थ व माहितीचा सर्वाधिक वेग c आहे तसेच सर्व वस्तुमानहीन कण तसेच सर्व क्षेत्रांमध्ये (उदा. विद्युच्चुंबकीय, गुरुत्वीय, इ.) झालेल्या बदलांच्या प्रसाराचाही हाच वेग असतो. असे कण व लहरी स्रोताच्या गतीचा व निरीक्षकाच्या जडत्वीय संदर्भचौकटीची पर्वा न करता नेहमी c याच वेगाने प्रवास करतात. सापेक्षतावादाच्या सिद्धान्तामध्ये काल-अवकाश परस्परसंबंध दर्शविण्यासाठी तसेच वस्तुमान-ऊर्जा समतुल्यतेच्या E=mc² या प्रसिद्ध सूत्रात c चा आधार घेतला जातो.

पाणी व हवा यांसारख्या पारदर्शक पदार्थांमधून जाताना असलेला प्रकाशाचा वेग हा c पेक्षा कमी असतो. तसेच संदेशतारांमधून जात असतानाही रेडिओ लहरींचा वेग c पेक्षा कमी असतो. या वेगाला जर v मानले तर येणार्‍या c/v या गुणोत्तरास अपवर्तनांक असे म्हणतात. उदा. काचेचा दृश्यप्रकाशासाठीच्या अपवर्तनांकाचे मूल्य १.५ च्या जवळ आहे. याचा अर्थ प्रकाश हा काचेतून c / १.५ ≈ २,००,००० किलोमीटर प्रतिसेकंद या वेगाने प्रवास करतो. हवेचा अपवर्तनांक १.०००३ आहे म्हणून प्रकाशाची हवेतील गती २,९९,७०० किमी/सेकंद आहे (c पेक्षा ९० किमी/से. ने कमी). मैलांमध्ये प्रकाशाचा वेग सेकंदाला १,८६,२८२ (सुमारे १,८६,०००) मैल आहे.

सामान्यपणे प्रकाश व अन्य विद्युच्चुंबकीय लहरींचे वहन तत्क्षणी होते असे वाटते पण अतिसंवेदनशील उपकरणे व फार मोठी अंतरे असल्यावर त्यांच्या परिमित वेगाचे परिणाम दिसून येतात. दूरवरच्या अवकाशयानांशी संपर्क साधताना संदेशांची देवाणघेवाण करण्यात अनेक मिनिटे किंवा तासही लागू शकतात. तार्‍यांपासून आपल्याला दिसणारे प्रकाशकिरण त्यांच्यापासून अनेक वर्षांपूर्वी निघालेले असतात. संगणकाची उच्चतम गतीसुद्धा प्रकाशाच्या परिमित गतीमुळे मर्यादित होते कारण संगणकात माहितीचे आदानप्रदान व्हावे लागते. मोठी अंतरे अचूकपणे मोजण्यासाठी प्रकाशाच्या गतीचा उड्डाण-काळ प्रयोगांतून येणार्‍या माहितीसह वापर करता येतो.

ओलि रोमर याने १६७६ साली गुरूचा उपग्रह आयो याच्या दृश्यगतीचा अभ्यास करून प्रकाशाची गती अनंत नसून ती मर्यादित असल्याचे दाखवून दिले. १८६५ साली जेम्स क्लार्क मॅक्सवेल प्रकाश हा विद्युच्चुंबकीय लहरींचा एक प्रकार असून त्याची गती इतर विद्युच्चुंबकीय लहरींप्रमाणे c इतकी असल्याचे मांडले. अल्बर्ट आइन्स्टाइनने १९०५ साली प्रकाशाची गती c ही कोणत्याही जडत्वीय संदर्भचौकटीच्या सापेक्ष स्थिरच असून प्रकाशस्रोताच्या गतीच्या निरपेक्ष असल्याचे गृहीत धरले. त्याने या गृहीतकाच्या परिणामांचा अभ्यास करून सापेक्षतेचा सिद्धांत मांडला व असे केल्याने c या स्थिरांचे महत्त्व प्रकाश व विद्युच्चुंबकीय अभ्यासाच्या पलीकडेही असल्याचे दाखवून दिले.

अनेक शतकांच्या परिश्रमाने प्रकाशाच्या वेगाची अधिकाधिक अचूक मूल्ये मिळत गेली. १९७५ साली हे मूल्य २९,९७,९२,४५८ मी/से. आणि अनिश्चितता चार अब्जांश एवढे अचूक मूल्य शोधण्यात आले. १९८३ साली मीटर हे एककच प्रकाशाने निर्वात पोकळीत एका सेकंदात कापलेल्या अंतराचा १/२९९७९२४५८ भाग असे ठरवण्यात आले. त्यामुळे आता c चे सांख्यिक मूल्य मीटर एककानुसार अचूकपणे परिभाषित केले आहे.

ऋग्वेदात दिलेला प्रकाशाचा वेग

इसवी सनापूर्वी किमान पाच ते सहा हजार वर्षांपूर्वी लिहिल्या गेलेल्या ऋग्वेदाच्या पहिल्या मंडलात, पन्नासाव्या सूक्तातील, चौथ्या श्लोकात म्हटले आहे की
तरणिर्विश्वदर्शतो ज्योतिष्कृदसि सूर्य ।
विश्वमा भासि रोचनम् ॥ ऋग्वेद १.५०.४

अर्थ :- हे सूर्या, गतीने भारलेला तू, सर्वांना दिसतोस. तू प्रकाशाचा स्त्रोत आहेस. तू सार्‍या जगाला प्रकाशमान करतोस.

पुढे चौदाव्या शतकात, विजयनगर साम्राज्यातील सायणाचार्य (१३३५ – १३८७) ह्या शास्त्रज्ञाने ऋग्वेदाच्या ह्या श्लोकाची मीमांसा करताना लिहिले –

तथा च स्मर्यते योजनानां सहस्त्रं द्वे द्वे शते द्वे च
योजने एकेन निमिषार्धेन क्रममाण नमोऽस्तुते॥ – सायण ऋग्वेद भाष्य १.५०.४

अर्थ :-
प्रकाशाने पार पडलेले अंतर २,२०२ योजने (द्वे द्वे शते द्वे..)
१ योजन = ९ मैल, ११० यार्ड्‌स = ९.०६२५ मैल
अर्थात प्रकाशाचे अंतर ९.०६२५ X २२०२ = २१,१४४.७०५ मैल
घेतलेला वेळ अर्धा निमिष = १/८.७५ सेकंद = ०.११४२८ सेकंद
अर्थात प्रकाशाचा वेग १८५,०२५.८१३ मैल / सेकंद
आधुनिक गणनेनुसार प्रकाशाचा वेग सेकंदाला १,८६,२८२.३९७ मैल

सांख्यिक मूल्य, चिह्नांकन व एकके

निर्वात पोकळीतील प्रकाशाचा वेग सामान्यपणे इंग्रजी "constant" (स्थिरांक) किंवा लॅटिन "celeritas" (चपळपणा) यावरून "c" या आद्याक्षराणे दर्शवला जातो.

भौतिकशास्त्रातील मूलभूत भूमिका

हे सुद्धा पहा: विशेष सापेक्षता

निर्वात पोकळीतील प्रकाशाच्या गतीवर प्रकाशस्रोताच्या गतीचा तसेच निरीक्षकाच्या जडत्वीय संदर्भचौकटीचा परिणाम होत नाही. मॅक्स्वेलच्या विद्युच्चुंबकत्वाच्या सिद्धान्ताने प्रभावित होऊन आइन्स्टाईनने प्रकाशाच्या गतीचे स्थिर मूल्य १९०५ साली मांडले. त्याच्या गृहीतकाला नंतरच्या प्रयोगांमधून पुष्टी मिळालेली आहे.

@@ ओळ १: / ओळ १: @@
 [[File:Earth to Sun - en.png|thumb|right|350px|[[सूर्य|सूर्यापासून]] [[पृथ्वी]]पर्यंतचे अंतर पूर्ण करण्यास सूर्यप्रकाशाला सामान्यपणे ८ मिनिटे १७ सेकंद लागतात.]]'''{{लेखनाव}}''' हा एक वैश्विक स्थिरांक असून त्याला [[भौतिकशास्त्र|भौतिकशास्त्राच्या]] अनेक शाखांमध्ये महत्त्व आहे. हा '''''c''''' या आद्याक्षराने दर्शवला जातो व त्याचे अचूक मूल्य २९,९७,९२,४५८ [[मीटर]] प्रति [[सेकंद]] एवढे आहे. प्रकाशाच्या गतीनुसारच मीटर व सेकंद ही एकके ठरवलेली असल्याने वरील अचूक मूल्य मिळते. [[विशेष सापेक्षता|विशेष सापेक्षतेनुसार]] [[विश्व|विश्वातील]] सर्व पदार्थ व माहितीचा सर्वाधिक वेग ''c'' आहे तसेच सर्व [[वस्तुमानहीन कण]] तसेच सर्व क्षेत्रांमध्ये (उदा. विद्युच्चुंबकीय, गुरुत्वीय, इ.) झालेल्या बदलांच्या प्रसाराचाही हाच वेग असतो. असे कण व लहरी स्रोताच्या गतीचा व निरीक्षकाच्या [[जडत्वीय संदर्भचौकट|जडत्वीय संदर्भचौकटीची]] पर्वा न करता नेहमी ''c'' याच वेगाने प्रवास करतात. [[सापेक्षतावादाचा सिद्धान्त|सापेक्षतावादाच्या सिद्धान्तामध्ये]] [[काल-अवकाश]] परस्परसंबंध दर्शविण्यासाठी तसेच [[वस्तुमान-ऊर्जा समतुल्यता|वस्तुमान-ऊर्जा समतुल्यतेच्या]] ''E=mc<sup>2</sup>'' या प्रसिद्ध सूत्रात ''c'' चा आधार घेतला जातो.
-पाणी व हवा यांसारख्या पारदर्शक पदार्थांमधून जाताना असलेला प्रकाशाचा वेग हा ''c'' पेक्षा कमी असतो. तसेच संदेशतारांमधून जात असतानाही रेडिओ लहरींचा वेग ''c'' पेक्षा कमी असतो. या वेगाला जर ''v'' मानले तर येणार्‍या ''c/v'' या गुणोत्तरास [[अपवर्तनांक]] असे म्हणतात. उदा. काचेचा दृश्यप्रकाशासाठीच्या अपवर्तनांकाचे मूल्य १.५ च्या जवळ आहे. याचा अर्थ प्रकाश हा काचेतून ''c'' / १.५ ≈ २,००,००० किलोमीटर प्रतिसेकंद या वेगाने प्रवास करतो. हवेचा अपवर्तनांक १.०००३ आहे म्हणून प्रकाशाची हवेतील गती २,९९,७०० किमी/सेकंद आहे (''c'' पेक्षा ९० किमी/से. ने कमी).
+पाणी व हवा यांसारख्या पारदर्शक पदार्थांमधून जाताना असलेला प्रकाशाचा वेग हा ''c'' पेक्षा कमी असतो. तसेच संदेशतारांमधून जात असतानाही रेडिओ लहरींचा वेग ''c'' पेक्षा कमी असतो. या वेगाला जर ''v'' मानले तर येणार्‍या ''c/v'' या गुणोत्तरास [[अपवर्तनांक]] असे म्हणतात. उदा. काचेचा दृश्यप्रकाशासाठीच्या अपवर्तनांकाचे मूल्य १.५ च्या जवळ आहे. याचा अर्थ प्रकाश हा काचेतून ''c'' / १.५ ≈ २,००,००० किलोमीटर प्रतिसेकंद या वेगाने प्रवास करतो. हवेचा अपवर्तनांक १.०००३ आहे म्हणून प्रकाशाची हवेतील गती २,९९,७०० किमी/सेकंद आहे (''c'' पेक्षा ९० किमी/से. ने कमी). मैलांमध्ये प्रकाशाचा वेग सेकंदाला १,८६,२८२ (सुमारे १,८६,०००) मैल आहे.
 सामान्यपणे प्रकाश व अन्य विद्युच्चुंबकीय लहरींचे वहन तत्क्षणी होते असे वाटते पण अतिसंवेदनशील उपकरणे व फार मोठी अंतरे असल्यावर त्यांच्या परिमित वेगाचे परिणाम दिसून येतात. दूरवरच्या अवकाशयानांशी संपर्क साधताना संदेशांची देवाणघेवाण करण्यात अनेक मिनिटे किंवा तासही लागू शकतात. तार्‍यांपासून आपल्याला दिसणारे प्रकाशकिरण त्यांच्यापासून अनेक वर्षांपूर्वी निघालेले असतात. संगणकाची उच्चतम गतीसुद्धा प्रकाशाच्या परिमित गतीमुळे मर्यादित होते कारण संगणकात माहितीचे आदानप्रदान व्हावे लागते. मोठी अंतरे अचूकपणे मोजण्यासाठी प्रकाशाच्या गतीचा उड्डाण-काळ प्रयोगांतून येणार्‍या माहितीसह वापर करता येतो.
@@ ओळ ८: / ओळ ८: @@
 अनेक शतकांच्या परिश्रमाने प्रकाशाच्या वेगाची अधिकाधिक अचूक मूल्ये मिळत गेली. १९७५ साली हे मूल्य २९,९७,९२,४५८ मी/से. आणि अनिश्चितता चार अब्जांश एवढे अचूक मूल्य शोधण्यात आले. १९८३ साली [[मीटर]] हे एककच प्रकाशाने निर्वात पोकळीत एका सेकंदात कापलेल्या अंतराचा १/२९९७९२४५८ भाग असे ठरवण्यात आले. त्यामुळे आता ''c'' चे सांख्यिक मूल्य मीटर एककानुसार अचूकपणे परिभाषित केले आहे.
+==ऋग्वेदात दिलेला प्रकाशाचा वेग==
+इसवी सनापूर्वी किमान पाच ते सहा हजार वर्षांपूर्वी लिहिल्या गेलेल्या ऋग्वेदाच्या पहिल्या मंडलात, पन्नासाव्या सूक्तातील, चौथ्या श्लोकात म्हटले आहे  की<br />
+तरणिर्विश्वदर्शतो ज्योतिष्कृदसि सूर्य ।<br />
+विश्वमा भासि रोचनम् ॥ ऋग्वेद १.५०.४
+अर्थ :- हे सूर्या, गतीने भारलेला तू, सर्वांना दिसतोस. तू प्रकाशाचा स्त्रोत आहेस. तू सार्‍या जगाला प्रकाशमान करतोस.
+पुढे चौदाव्या शतकात, विजयनगर साम्राज्यातील सायणाचार्य (१३३५ – १३८७) ह्या शास्त्रज्ञाने ऋग्वेदाच्या ह्या श्लोकाची मीमांसा करताना लिहिले –
+तथा च स्मर्यते योजनानां सहस्त्रं द्वे द्वे शते द्वे च<br />
+योजने एकेन निमिषार्धेन क्रममाण नमोऽस्तुते॥ – सायण ऋग्वेद भाष्य १.५०.४
+अर्थ :- <br />
+प्रकाशाने पार पडलेले अंतर २,२०२ योजने (द्वे द्वे शते द्वे..)<br />
+१ योजन = ९ मैल, ११० यार्ड्‌स = ९.०६२५ मैल<br />
+अर्थात प्रकाशाचे अंतर ९.०६२५ X २२०२ = २१,१४४.७०५ मैल<br />
+घेतलेला वेळ अर्धा निमिष = १/८.७५ सेकंद = ०.११४२८ सेकंद<br />
+अर्थात प्रकाशाचा वेग १८५,०२५.८१३ मैल / सेकंद <br />
+आधुनिक गणनेनुसार प्रकाशाचा वेग सेकंदाला १,८६,२८२.३९७ मैल
 ==सांख्यिक मूल्य, चिह्नांकन व एकके==
@@ ओळ १५: / ओळ ३५: @@
 {{साचा:हेसुद्धा पाहा|विशेष सापेक्षता}}
 निर्वात पोकळीतील प्रकाशाच्या गतीवर प्रकाशस्रोताच्या गतीचा तसेच निरीक्षकाच्या जडत्वीय संदर्भचौकटीचा परिणाम होत नाही. मॅक्स्वेलच्या विद्युच्चुंबकत्वाच्या सिद्धान्ताने प्रभावित होऊन आइन्स्टाईनने प्रकाशाच्या गतीचे स्थिर मूल्य १९०५ साली मांडले. त्याच्या गृहीतकाला नंतरच्या प्रयोगांमधून पुष्टी मिळालेली आहे.
 [[वर्ग:प्रकाश]]