გასართობისაკითხავისასარგებლო

ფოტონის და სინათლის სიჩქარის საიდუმლოს შესახებ (1)

ფოტონი არის სინათლის ნაწილაკი , უფრო სწორად რომ ვთქვათ ის ტალღა ნაწილაკია , რადგან იგი ამჟღავნებს როგორც ტალღის ისევე ნაწილაკის თვისებას . საიდან და როგორ ამას შემდეგ პოსტებში დავწერ . რაც შეეხება ფოტონს . ყველაზე საინტერესო ფაქტი ამ უცნაურ ნაწილაკთან მიმართებაში ისაა , რომ ფოტონის უძრაობის მასა 0-ის ტოლია ! აქ უცნაურ წინააღმდეგობას ვაწყდებით: მატერიის საზომი ყოველთვის იყო და იქნება მასა , თუ სიდიდე ნულოვანია , იგი არ არსებობს , მაშ როგორ არსებობს ნაწილაკი მასის გარეშე? შეიძლება დაგვებადოს ასეთი აზრიც . იქნებ არსებობენ არამატერიალური სხეულები? არა ! ცდებით :) .

მოცემულია 2 დებულება:
1)ფოტნის უძრაობის მასა 0-ის ტოლია ,
2) ფოტონი მატერიალურია, იგი რეალურად არსებობს,
*გამოვიტანოთ ლოგიკური დასკვნა …

ამ პრობლემას რომ თავი ავარიდოთ უნდა გავერკვეთ – საუბარია არა მასაზე , არამედ უძრაობის მასაზე , ე.ი თუ ფოტონი უძრავის მისი მასა 0-ის ტოლია , ხოლო თვით ფოტონი რეალურად არსებობს , ეს იმას ნიშნავს , რომ არ არსებობს უძრავი ფოტონი. ხოლო ვინაიდან ფოტონი სინათლის ნაწილაკია , ე.ი სინათლეა , აქვე შეგვიძლია გავაკეთოთ მეორე დასკვნა : სინათლის შეჩერება არ შეიძლება (შეუძლებელიას არ ვიხმარ . რატომ ? შემდეგ გაარკვევთ).

აქედან იწყება შეკითხვების სერია : თუ უძრაობის მასა 0-ის ტოლია , გამოდის რომ მასა დამოკიდებულია სხეულის მოძრაობზე. მოძრაობა და უძრაობა კი შეფარდებითი სიდიდეებია , ( თუ რაგბისტს უჭრავს ბურთი ხელში , ბურთი რაგბისტისთვის უძრავია , მაყურებელთათვის მოძრავი . ) სინათლის ნაწილაკი კი მხოლოდ და მხოლოდ მოძრავი არსებობს ! ერთი წუთით წარმოიდგინეთ : უსასრულო სივრცეში მოძრავ ფოტონს წამოვეწიეთ და მის გვერდით იგივე სიჩქარით დავიწყეთ ფრენა . გამოდის , რომ ფოტონი ჩვენთვის უძრავია , ანუ ფოტონი ჩვენს მიმართ არ არსებობს , მაგრამ მაყურებლისთვის? დამეთანხმებით ძლიან საინტერესო ფაქტთან გვაქვს საქმე ხომ ? :) აქ კიდევ ერთი რამე უნდა ვთქვათ , სინათლის სიჩქარეა 300 000 კმ/წმ (299792) და თანაც … არცერთ მატერიალურ სხეულს არ შეუძლია განავითაროს ეს ზღვრული სიჩქარე და დაეწიოს ფოტონს (აჰა ვითომ გამოსავალი ვიპოვეთ ? არა კიდევ ცდებით :D ).

ცოტა ხანს მოვცილდეთ ფოტონს. ვთქვათ , სხეული მოძრაობს სივრცეში. სანამ უცვლელია სიჩქარე, უცვლელია ენერგიაც, იმატებს სიჩქრე? – იზრდება ენერგიაც , როგორ? სიჩქარე რომ გავზარდოთ მას უნდა მიიღოს ენერგია , რაც უფრო მეტია მასა მით უფრო ძნელია მისთვის ენერგიის მინიჭება . კიდევ ერთი კითხვა დაგვებადება – მაშინ გამოდის რომ გარკვეულ ენერგიაზე მატერიალურმა სხეულმა (მაგალითად რაკეტამ) შეიძლება განავითაროს ზღვული სიჩქარე? ახლა დასკვნა თქვენ გამოიტანეთ : არსებობს ზღვრული სიჩქარე. ზღვარი ანუ ვერანაირი ძალა ზღვრული სიჩქარით მოძრავ სხეულს მეტ სიჩქარეს ვერ მიაღებინებს. როგორი უნდა იყოს სხეულის მასა რომ მასზე ვერავითარმა ძალამ გავლენა ვერ მოახდინოს ? პასუხი ერთია – უსასრულო. ერთი სიტყვით, როცა მატულობს სიჩქარე, იზრდება მასაც , ხოლო როცა სიჩქარე მიაღწევს ზღვრულ სიჩქარეს, მისი მასა ხდება უსასრულობის ტოლი. ესეც დაუჯერებლად ჩანს არა? ატომების რაოდენობა, რომლებისგანაც რაკეტა შედგება უცვლელია ,მაგრამ მასა იზრდება უსასრულობამდე. რა ხდება? ერთადერთი რამ რაც სივრცეში მქროლავ რაკეტას გადაეცემა, ეს არის ენერგია . რადგან ენერგიის ზრდა იწვევს მასის ზრდას, ასპარეზზე გამოდის ახალი ცნება : ენერგია-მასა.

შევაჯამოთ :

1) სინათლის ნაწილაკების უძრაობის მასა ნულის ტოლია . ყოვლად შეუძლებელია დავეწიოტ მას და რაიმე სხეულის მიმართ უძრავად ვამყოფოთ .

2) სინათლის სიჩქარე ყველა შესაძლებელ სიჩქარეზე მეტია და არცერთ მატერიალურ სხეულს არ შესწევს უნარი განავიტაროს იგი.

3) სიჩქარის ზრდასთან ერთად იზრდება სხეულის მასაც , ხოლო სინათლის ზღვრული სიჩქარისას იქცევა უსასრულობად .

4) მოძრაობისას ენერგიის მატება იგივეა რაც მასის მატება .

ახლა ფოტონს დავუბრუნდეთ , ეჭვი რომელიც ადამიანს უცნდება ფოტონის მიმართ ისევ მისი მატერიალურობით არის გამოწვეული . ფოტონი მატერიალურია , ის არსებობს , სინათლის სიჩქარიტაც დაქრის და არც მასა ხდება უსასრულობის ტოლი ! არ გვაქვს ეჭვის საბაბი?!

ახლა დროა მოვიყვანოთ ცნობილი ფორმულა E=MC2 (2 ნაგულისხმებია კვადრატის სახით)
აქ E- უდრის ენერგიას , M- მასა , C- სინათლის სიჩქარე. ახლა თქვენ წარმოიდგინეთ რას უდრის თუნდაც პაწაწინა ნაწილაკის ენერგია რადგან იგი სინათლის კვადრატზე მრავლდება. ვინაიდან ფოტონი მატერიალურია ,შეგვიძლია დავადგინოთ მისი მოძრაობის მასა – იგი 150 ჯერ მსუბუქია ელექტრონზე (ელექტრონს კი ყველაზე პატარა უძრაობის მასა აქვს ნაწილაკებს შორის) რამდენ საიდუმლოს ინახავს ფოტონი …

პროტონებს გააჩნიათ უძრაობის მასა , ამჩქარებლებში მათ საოცარ სიჩქარეს ანიჭებენ, მაგრამ სინათლის სიჩქარეს მაინც ვერა. ეს იმიტომ რომ პროტონს აქვს უძრაობის მასა, ფოტონს კი არა , ფოტონმა უნდა განავითაროს წამში 300 000 კმ სიჩქარე, მაგრამ უძრაობის მასა მაინც ნულის ტოლია . როგორ აგროვებს ფოტონი მოძრაობის მასას? ან გამოდგება სიტყვა აგროვებს? დაგროვება ხომ თანდათანობით მიღებას ნიშნავს ფოტონი კი დასაწყისში არ არსებობდა , 0 იყო . არაფრის აჩქარება არ შეიძლება , არ შეიძლება ნულის გაათკეცება, გაასკეცება – ნული მაინც ნულია! მაშ როგორ წარმოიშვება მოძრავი ფოტონის მასა? შეკითხვა საინტერესოა , არანაკლებ საინტერესოა პასუხიც . ფოტონი ერთბაშად იბადება და ერთბაშად იღებს მთელ ენერგიას და მასას , მისი დაბადება ნახტომს ჰგავს , იგი არ ვითარდება ის სრულყოფილია ტავიდანვე . მას აქვს მოძრაობის მასაც , და საჭირო ენერგიაც და სიჩქარეც ! ფოტონს არ შეუძლია სხვა არავითარ სიჩქარეზე არსებობა , იგი არსებობს მხოლოდ ზღვრულ , 300000 კმ/წმ სიჩქარეზე! აქ კიდევ ერთი საინტერესო კითხვა ჩნდება : განა შეიძლება ფოტონი შევანელოთ? მაშინ იგი დაკარგავს “სიცოცხლეს” ? დიახ ასეა .

* დანარჩენს შემდეგ პოსტში დაგიწერთ და დამიჯერეთ თუ ეს მოგეწონათ ის უფრო მოგეწონებათ ! :) ეს ჩემი პირველი პოსტია და იმედია საინტერესო იქნება

თეგები

მსგავსი ამბები

Close
Close