కాంతి వేగం



యానకంలో కాంతి వేగం

మనం మాట్లాడేటప్పుడు సోమరితనం ప్రదర్శిస్తాం. “ట్రాన్సిస్టర్ రేడియో” అనటానికి బద్దకించి మనలో చాలమంది “ట్రాన్సిస్టర్” అనేసి ఊరుకుంటాం. అలాగే “మైక్రోవేవ్ అవెన్” అనటానికి బద్దకించి “మైక్రోవేవ్” అనేసి ఊరుకుంటాం. ఇదే విధంగా “కాంతి వేగం” అన్నప్పుడు సాధారణంగా మన ఉద్దేశం “శూన్యంలో కాంతి వేగం.” “కాంతి వేగాన్ని మించి ఏదీ ప్రయాణం చెయ్యలేదు” అని శాస్త్రవేత్తలు అన్నప్పుడు “శూన్యంలో కాంతి ప్రయాణం చెయ్యగలిగే వేగాన్ని మించి ఏదీ ప్రయాణం చెయ్యలేదు” అని మనం తాత్పర్యం చెప్పుకోవాలి.

శూన్యంలో కాంతి వేగం ఎంత? క్షణానికి 186,282 మైళ్లు. లేదా కచ్చితంగా క్షణానికి 299,792,458 మీటర్లు. తేలిగ్గా జ్ఞాపకం ఉంచుకుందికి దీనిని క్షణానికి 300,000 కిలోమీటర్లు అని ఉరమర సంఖ్య వాడుతూ ఉంటాం.

శూన్యంలో కాకుండా మరే ఇతర పదార్థ యానకం (material medium) లో ప్రయాణం చేసినా కాంతి వేగం కుంటు పడుతుంది. ఖాళీగా ఉన్న మైదానంలో పరిగెట్టగలిగినంత జోరుగా జనసమ్మర్దం ఉన్న బజారు వీధిలో పరిగెట్టగలమా? శూన్యంలో కంటే గాలిలో కాంతి వేగం తగ్గుతుంది. గాలిలో కంటే గాజు దిమ్మలో కాంతి వేగం తగ్గుతుంది. ఎంత తగ్గుతుంది? ఒక యానకం (medium) లో కాంతి వేగం ఎంత తగ్గుతుందో దానిని ఆ యానకం యొక్క వక్రీభవన గుణకం (index of refraction) అంటారు. నీటి యొక్క వక్రీభవన గుణకం 1.33. గాజు వక్రీభవన గుణకం 1.5. వజ్రం వక్రీభవన గుణకం 2.4. అంటే వజ్రంలో కాంతి వేగం కేవలం క్షణానికి 77,618 మైళ్లు లేదా 124,188 కిలోమీటర్లు. అంటే వజ్రంలో కాంతి పెళ్ళినడకలు నడుస్తూ ప్రయాణం చేస్తుందన్నమాట. అందుకోసమే వజ్రం అలా మెరుస్తుందంటారా? ఏమో తెలియదు. ఎవరినైనా అడిగి చూడాలి.

కాంతి వేగం యానకంలో ఎందుకు తగ్గుతుంది? కాంతి అంటే విద్యుత్ తరంగాలు, అయస్కాంత తరంగాలు కలిసి ప్రయాణం చేసే జంట తరంగాలు. ఈ విద్యుత్ తరంగాలు యానకంలో ఉన్న అణువుల మీద తమ ప్రభావం చూపి వాటిలో భ్రమణం కలిగిస్తాయి. (తోటలో ఉన్న చెట్లు గాలి తాకిడికి ఊగిసలాడవూ? అలాగన్నమాట.) దీని పర్యవసానం ఏమిటంటే ఏ గురుత్వం లేని “ఫోటానులు” అనే కాంతి కణాలు గురుత్వం సంతరించుకున్నట్లు ప్రవర్తిస్తాయి. గురుత్వం పెరిగితే జోరు తగ్గుతుంది. ఫోటానుల జోరు తగ్గితే కాంతి వేగం తగ్గినట్లే కదా. ఇదంతా మేక్‌స్వెల్ సమికరణాలు రాసి, వాటిని పరిష్కరించి, చూపించవచ్చు.

శూన్యంలో కాంతి వేగం
శూన్యంలో కాంతి వేగాన్ని సాధారణంగా తో వ్యవహరిస్తారు. భౌతిక శాస్త్రంలో ఎన్నో విషయాలకు ఇది ప్రధానమైన కొలత. అక్షరాలా 299,792,458 మీటర్లు ప్రతి సెకనుకి, ఈ కొలమానం నుండే మీటర్ యొక్క కొలతను నిర్ధారిస్తారు. 
స్పెషల్ రిలేటివిటీ సిద్ధాంతం ప్రకారం  అనేది పదార్థం ప్రయాణించగల అత్యధిక గతి.

మూలాలు
 వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు, యానకంలో కాంతి వేగం, లోలకం, 22 జూన్‌ 2013, http://lolakam.blogspot.com/2013/06/blog-post_22.html

కాంతి
భౌతిక శాస్త్రం