तापमानाचा प्रकाशाच्या वेगावर परिणाम होतो का ?

    मित्रानो हा खूपच छान प्रश्न आहे. आपल्याला माहिती आहे कि तेल थंडी मध्ये गोठते आणि उन्हाळ्यात वितळते. तापमान कमी झाल्यावर तेलाचा वाहण्याचा वेग कमी होतो आणि याउलट तापमान वाढविल्यावर वाढतो. परंतु प्रकाशाचे असे नाही. म्हणजेच प्रकाशाचा वेग हा तापमानावर प्रत्याक्श्रीत्या अजीबात अवलंबून नाही. परंतु तापमानाचा आणि प्रकाशाच्या वेगाचा अप्रत्यक्ष असा संबंध आहे. कसा ते आपण पाहू..

     प्रकाशाचा वेग हा भौतिकशास्रा मधील खूपच महत्वाचा भाग आहे. सन १९८१ मध्ये प्रसिद्ध शास्रज्ञ जेम्स क्लेर्क मेक्सवेल यांना असे समजले कि चुंबकीय आणि विद्दुत क्ष्रेत्र यामध्ये परस्पर संबंध आहे आणि त्यांनी दाखवून दिले कि प्रकाशाचा वेग हा दोन प्रसिद्ध अशा नैसर्गिक स्थिरांकांवरून आपण ठरवो शकतो.   त्यानंतर सर अल्बर्ट आइस्टाइन यांनी असे सांगितले कि " विश्वातील कोणतीही वस्तू प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास करू शकत नाही".
तसेच त्याने असे हि सांगितले कि प्रकाशाचा वेग हा वैश्विक स्थिरांक असून उर्जा आणि वस्तुमान यांचे सूत्र असे आहे  

E=m * Square of 'c' 

जिथे E = उर्जा , m=  वस्तुमान , c= प्रकाशाचा वेग आहे. 

याचाच अर्थ असा कि प्रकाशाचा वेग हा सर्वीकडे स्थिर आहे. परंतु येथे एक गोष्ट लक्षात घेण्यासारखी आहे ती म्हणजे c= प्रकाशाचा वेग (निर्वातामध्ये in vaccume).  

जेव्हा प्रकाश किरण एखाद्या वस्तुमान असलेल्या माध्यमातून प्रवास करतात तेव्हा प्रकाशाचा वेग कमी होतो. उदाहरणार्थ हवेतून, पाण्यातून जेव्हा प्रकाश किरण प्रवास करतात तेव्हा त्यांचा  वेग हा कमी झालेला असतो. असे होण्याचे कारण असे कि प्रकाशाचा वेग कोणत्याही वस्तूच्या वक्रीभवन सुचाकांकावर (refractive index) अवलंबून असतो.  एखाद्या माध्यमातून प्रकाशाच वेग हा पुढील सूत्राने मिळतो  

प्रकाशाचा वेग (माध्यमातून) = प्रकाशाचा निर्वात माध्यमातील वेग (c) / माध्यमाचा वक्रीभवन                         सूचकांक(n )

निर्वाताचा वक्रीकरण सूचकांक हा १ आहे.

बाकी सर्व माध्यमांचा वक्रीकरण सूचकांक १ पेक्षा जास्त आहे.
हवेचा = > १.०००३
काच = > १.५  

हवेपेक्षा काचेचा वक्रीकरण सूचकांक हा जास्त आहे म्हणजेच ज्या माध्यमांची घनता(density) जास्त असते तेथे वक्रीकरण सूचकांक हा जास्त असतो. 
पदार्थाची घनता तपामानाबरोबर बदलते आणि घनता बदलली कि प्रकाशाचा वेग सुद्धा बदलतो. यावरून आपण असे सांगू शकतो कि जर तापमान वाढले तर घनता कमी होते आणि  प्रकाशाचा वेग (माध्यमातून) वाढतो तसेच तापमान कमी झाले कि घनता जास्त होते आणि प्रकाशाचा वेग कमी होतो. 
हिर्याची घनता जास्त आहे म्हणून प्रकाशाचा वेग हा हिर्यामध्ये सर्वात कमी आहे आणि वक्रीभवन जास्त आहे.