"Işık hızı" sayfasının sürümleri arasındaki fark

düzeltme AWB ile
k (Yazım http://www.tdk.gov.tr/index.php?option=com_gts&kelime=METOT AWB ile)
(düzeltme AWB ile)
Işığın boşluktaki yayılma hızı ışık kaynağının hareketinden de gözlemcinin hareketsiz
referans noktasından da bağımsızdır. Işık hızının değişmezliği, 1905'te Maxwell'in Elektromanyetizm Teorisi'nden ve Luminiferous Aether(19. yüzyılda ışık kaynağı olduğu düşünülen teori)'ın varlığına dair bir kanıt olmamasından ilham alarak, Einstein tarafından öne sürülmüştür ve o zamandan bu yana birçok deney tarafından kanıtlanmıştır. Yalnızca iki yönlü ışığın(ışık kaynağın ve ayna gibi) hızının çevreden bağımsız olduğunu onaylamak mümkündür çünkü kaynakla alıcıdaki saatlerin nasıl senkronize edileceğine dair bir yol bulmadan ışığın tek yönlü hızını ölçmek mümkün değildir. Ancak, Einstein senkronizasyonunu saatlere uyguladığımızda tek yönlü ve çift yönlü ışık hızları birbirine eşitlenir. İzafiyet Teorisi bu değişimsizliğin sonuçlarını tüm eylemsiz referans çerçevelerinde fiziğin kanunlarının aynı olduğunu varsayarak inceler. Tek sonuç, c'nin bütün kütlesiz parçacıkların ve dalgaların, ışık dahil, boşluktaki hızıdır..
[[Dosya:Lorentz factor.svg|alt=γ starts at 1 when v equals zero and stays nearly constant for small v's, then it sharply curves upwards and has a vertical asymptote, diverging to positive infinity as v approaches c.|leftsol|thumb|Lorentz faktörü y nin hız fonksiyonu. 1'de başlar ve hız c'ye yaklaştığında y'de sonsuza yaklaşır.]]
Özel göreliliğin birçok mantığa aykırı ve deneylerle onaylanmış çıkarımları vardır. Bunlara
kütle-enerji denkliği <span class="nowrap" contenteditable="false">(''E'' = ''mc''<sup>2</sup>)</span>,yükseklik kısalması( hareket eden cisimler kısalır) ve zaman genişlemesi ( hareket eden saatler daha yavaş işler) dahildir. Boyun kısaldığı ve zamanın genişlediği γ etmeni Lorentz Faktörü olarak bilinir ve <span class="nowrap" contenteditable="false">''γ'' = (1 − ''v''<sup>2</sup>/''c''<sup>2</sup>)<sup>−1/2</sup></span><span class="nowrap" contenteditable="false"></span>ile ifade edilir( v nesnenin hızı). γ ile 1 arasındaki fark günlük hızlar gibi c'den çok daha düşük olan hızlar için ( özel göreliliğin Galilean göreliliği tarafından yaklaşıldığı bir durum) gözardı edilebilir ancak göreceli bir hızla yükselir ve v c'ye yaklaştıkça sonsuzluğa doğru sapar.
=== Hızın üst limiti ===
Özel göreliliğe göre m kütleli ve v hızlı bir nesnenin enerjisi   <span class="nowrap" contenteditable="false">''γmc''<sup>2</sup></span><span class="nowrap" contenteditable="false"></span>, ile ifade edilir. v 0 olduğunda γ 1'dir ve bu meşhur  <span class="nowrap" contenteditable="false">''E'' = ''mc''<sup>2</sup></span><span class="nowrap" contenteditable="false"></span> denklemini sağlar. v c'ye yaklaştıkça γ sonsuza yaklaşır ve kütlesi olan ve ışık hızında hareket eden bir nesneyi hızlandırmak sonsuz ölçüde bir enerji gerektirir. Kütlesi olan nesneler için ışık hızı üst hız limitidir ve fotonlar ışık hızından daha hızlı hareket edemezler. Bu birçok göreceli enerji ve momentum deneylerinde kanıtlanmıştır.  .<ref><cite class="citation web" contenteditable="false">Fowler, M (March 2008). </cite></ref>
[[Dosya:Relativity of Simultaneity.svg|alt=Three pairs of coordinate axes are depicted with the same origin A; in the green frame, the x axis is horizontal and the ct axis is vertical; in the red frame, the x′ axis is slightly skewed upwards, and the ct′ axis slightly skewed rightwards, relative to the green axes; in the blue frame, the x′′ axis is somewhat skewed downwards, and the ct′′ axis somewhat skewed leftwards, relative to the green axes. A point B on the green x axis, to the left of A, has zero ct, positive ct′, and negative ct′′.|rightsağ|thumb|Kırmızı çerçevede A olayı B'den önce gerçekleşir.]]
Daha genel olarak, bilginin ya da enerjinin c'den daha hızlı hareket etmesi imkansızdır. Bunun bir argümanı, özel göreliliğin eşzamanlılık göreliliği olarak bilinen mantık dışı bir çıkarımını takip eder. Eğer A ve B olayları arasındaki mesafe, aralarındaki zaman aralığının c ile çarpımından büyükse, aralarında A'nın B'yi takip ettiği ya da B'nin A'yı takip ettiği referans çerçeveleri vardır ve bazılarında A ve B eşzamanlıdır. Bunun sonucu olarak, eğer bir şey hareketsiz bir referans çerçevesine göre c'den daha hızlı hareket ediyorsa başka bir çerçeveye göre zamanda geriye doğru hareket ediyor olur ve nedensellik bozulmuş olur. Böyle bir bir referans çerçevesinde bir etki nedeninden önce gerçekleşebilir. Nedenselliğin bu şekilde bozulması henüz kayıtlara geçmemiştir.<ref><cite class="citation book" contenteditable="false">Tolman, RC (2009) [1917]. </cite></ref>
 
Bir çevrede ışık genel olarak c'ye eşit bir hızda yayılmaz; daha da fazlası, değişik ışık
dalgaları değişik hızlarda ilerleyebilir. Düz bir dalganın ( bir frekansla bütün uzayı doldurabilen dalga) tavan ve taban yaparak yayıldığı hıza faz hızı denir. Ölçülebilir bir uzunluğu(ışık nabzı) olan gerçek bir fiziksel işaret farklı bir hızda ilerler. Nabzın en büyük bölümü grup hızında ilerlerken erken kısımları ön hızla ilerler.
[[Dosya:Frontgroupphase.gif|alt=A modulated wave moves from left to right. There are three points marked with a dot: A blue dot at a node of the carrier wave, a green dot at the maximum of the envelope, and a red dot at the front of the envelope.|leftsol|thumb|Mavi nokta dalgalanma hızıyla (faz hızı) ile hareket eder, yeşil nokta kabuk hızıyla (grup hızı) ile hareket eder, kırmızı nokta ise titreşimin ön kısmıyla (ön hızı) ile hareket eder.]]
Faz hızı ışın bir maddede ya da bir maddeden ötekine nasıl ilerlediğini belilerken önemlidir.
Kırılma endeksi olarak temsil edilir. Bir maddenin kırılma endeksi, c'nin maddedeki faz hızına oranı olarak tanımlanır. Bir maddenin kırılma endeksi ışığın frekansına, yoğunluğuna, polarizasyonuna ya da yayılma yönüne bağlı olabilir ama çoğu durumlarda maddeye bağlı bir sabit olarak görülebilir. Havanın kırılma endeksi yaklaşık olarak 1.0003'tür. Bose- Einstein Yoğuşuğu gibi egzotik maddelerde kırılma endeksi sıfıra yakın olabilir, bu da ışığın hızını saniyede yalnızca birkaç metreye kadar düşürebilir. Ancak, bu atomlar arasındaki emilim ve tekrar yayılma geçikmesini temsil eder. Işığın maddede yavaşlamasını ölmek için iki farklı fizikçi takımı ışığı rubidium elementinden yapılma bir Bose-Einstein Yoğuşuğu kullanarak durdurmayı denediler. Ancak bu denelerdeki "ışığın durması" tanımı yalnızca ışığın atomun daha kararsız hallerinde depolanması ve daha sonra gelişigüzel bir zamanda tekrar yayılması şeklinde olmuştur. "Durduğu" sürede ışık olmayı bırakmıştır. Bu tarz davranış genel olarak ışığı yavaşlatan tüm çevreler için doğrudur. 
 
=== Uzay uçuşları ve astronomi ===
[[Dosya:Speed of light from Earth to Moon.gif|alt=The diameter of the moon is about one quarter of that of Earth, and their distance is about thirty times the diameter of Earth. A beam of light starts from the Earth and reaches the Moon in about a second and a quarter.|rightsağ|thumb|250x250px|A beam of light is depicted travelling between the Earth and the Moon in the time it takes a light pulse to move between them: 1.255 seconds at their mean orbital (surface-to-surface) distance. The relative sizes and separation of the Earth–Moon system are shown to scale.]]
Benzer şekilde dünya ve uzay araçları arasındaki iletişim de anlık değildir. Kaynakla alıcı
arasındaki mesafe arttıkça daha da belirginleşen bir gecikme vardır. Apollo 8 ayın yörüngesine giren ilk insanlı hava aracı olduğunda bu gecikme çok büyüktü: Her sorunun cevabı için yer kontrol istasyonu 3 saniye beklemek zorundaydı. Dünya ve Mars arasındaki gecikme 5-20 dakika arası değişebilir. 
Ole Christensen Romer astronomik ölçümleri kullanarak ışığın mikratsal hızının ilk
tahminlerini yapmıştır. Dünyadan ölçüldüğü zaman uyduların gezegenlerin etrafında dönme hızı dünya gezegelere yaklaşırken, uzaklaşıkerkenki hızlarından daha fazladır. ışığın gezegenden dünyaya katettiği mesafe, dünya yörüngesinde o gezene en yakın konumundayken daha kısadır, mesafedeki fark dünyanın Güneş etrafındaki yörüngesinin çapıdır. Uydunun periyorundaki değişim ışığın uzak ya da yakın mesafeyi katetmesindeki zaman farkından oluşmaktadır.
[[Dosya:SoL Aberration.svg|alt=A star emits a light ray which hits the objective of a telescope. While the light travels down the telescope to its eyepiece, the telescope moves to the right. For the light to stay inside the telescope, the telescope must be tilted to the right, causing the distant source to appear at a different location to the right.|rightsağ|thumb|Işığın sapması : Uzak bir kaynaktan gelen ışık farklı bir yerden geliyormuş gibi görünür. Bunun sebebi ışığın hızının sonlu olmasıdır.]]
Bir başka metodsa 18. yüzyılda James Bradley tarafından keşfedilen "ışığın sapması"dır. Bu
etki, uzaktaki bir kaynaktan ulaşan ışığın hızına gözlemcinin hızının vektör olarak eklenmesiyle oluşur. Hareketli bir gözlemci ışığı farklı bir noktadan gelirken gözlemler ve kaynağın yerini farklı görür. Dünya Güneş'in etrafında döndükçe dünyanın hızının yönü değiştiği için bu yıldızların hareket ettiği izlenimi verir. Yıldızların konumunun açısal farkından ışığın hızını dünyanın güneş etrafındaki hızı cinsinden yazmak mümkündür. 1729'da Bradley bu metodu kullanarak ışığın dünyanın yörüngedeki hızından 10,210 kat daha hızlı hareket ettiğini öne sürmüştür. 
=== Uçuş zamanı teknikleri ===
[[Dosya:Michelson speed of light measurement 1930.jpg|centre|thumb|One of the last and most accurate time of flight measurements, Michelson, Pease and Pearson's 1930–35 experiment used a rotating mirror and a one-mile (1.6&nbsp;km) long vacuum chamber which the light beam traversed 10 times. It achieved accuracy of ±11&nbsp;km/s]]
[[Dosya:Fizeau.JPG|alt=A light ray passes horizontally through a half-mirror and a rotating cog wheel, is reflected back by a mirror, passes through the cog wheel, and is reflected by the half-mirror into a monocular.|rightsağ|thumb|Fizeau aletinin diyagramı]]
Işık hızını ölçmenin bir metodu da ışığın bilinen bir noktaki bir aynaya gitme ve geri dönme
hızının hesaplanmasıdır. Bu Fizeau-Foucault düzeneğinin arkasındaki prensiptir ve Hippolyte Fizeau ve Leon Foucault tarafından geliştirilmiştir. 
 
=== Boşluk rezonansı ===
[[Dosya:Waves in Box.svg|alt=A box with three waves in it; there are one and a half wavelength of the top wave, one of the middle one, and a half of the bottom one.|rightsağ|thumb|Boşluktaki durağan elektromanyetik dalgalar]]
Işık hızını ölçmenin başka bir yolu da elektromanyetik bir dalganın boşluktaki frekansını ve
dalgaboyunu ayrı ayrı ölçmektir. c'nin değeri c=fλ eşitliği ile bulunabilir. Bir seçenek de boşluk rezonansının rezonans frekansını ölçmektir. Eğer rezonans boşluğunun boyutları biliniyorsa dalganın dalgaboyunu bulmak için kullanılabilir. 1946'da Louis Essen ve A.C Gordon-Smith, boyutları bilinnen bir mikrodalga boşluğunun mikrodalgalarının normal modlarının farklılıkları için bir frekans bulmuşlardır. Modların dalgaboyları boşluğun geometirisi ve eletromanyetik teorisiden bilindiği için ilgili frekansların bilinmesi ışık hızının hesaplanmasına yardımcı olmuştur.<ref name="Essen1948"/><ref><cite class="citation journal" contenteditable="false">Essen, L (1947). </cite></ref>
=== İlk ölçüm girişimleri ===
1629'da Isaac Beeckman bir kişinin ışık patlamasınının bir mil uzaklıktaki bir aynadan yansımasını gözlemlediği bir deney önermiştir. 1638'de Galileo Galilei bir feneri açıp bir mesafedeki algısını gözlemleyeceği ve aradaki gecikmeden ışık hızını ölçebileceği bir deney ortaya atmıştır. Işığın anlık hareket edip etmediğini ayırt edememiştir ancak etmiyorsa dahi inanılmaz hızlı olduğu sonucuna varmıştır. 1667'de Accademia del Cimento Galileo'nun deneyini 1 mil uzaklıktaki bir fenerle uyguladığını ve gecikme gözlemlemediğini söylemiştir. Bu deneydeki gerçek gecikme 11 mikrosaniye civarında olurdu.
[[Dosya:Illustration from 1676 article on Ole Rømer's measurement of the speed of light.jpg|alt=A diagram of a planet's orbit around the Sun and of a moon's orbit around another planet. The shadow of the latter planet is shaded.|leftsol|thumb|Rømer'in gözlemi]]
Işık hızının ilk miktarsal tahmini 1676'da Romer tarafından yapılmıştır. Dünya Jüpitere yaklaşırken Jüpiter'in uydusu Io'nun uzaklaşırken gözüktüğünden daha kısa olduğunu gözlemiş ve ışığın ölçülebilir hızının olduğu sonucuna vamıştır ve Dünya'nın yörüngesinin çapını 22 dakikada geçtiğini tahmin etmiştir. Christian Huygens butahmini Dünya'nın yörüngesinin çapının bir tahiniyle birleştirmiş ve ışığın hızını yaklaşık 220000&nbsp;km/sn olark bulmuştur. <ref name="Huygens 1690 8–9"/>
 
1.179.022

değişiklik