測量的基本思想就是，化難測為易測。原子直徑小，沒法測，那就看它的X射線衍射形狀在膠片/CCD上的投影，用尺子都能量距離。兩個鐵球之間的引力大小難測，就把這個引力的作用放到扭秤上，看到的是光斑的位移，用尺子就能量。光速難測，那就把這個問題轉化成一個測量某個簡單數值的問題。
1849年，斐索第一個完成了不依靠天文觀測的光速測量。上圖中的w是一個齒輪，在最右側畫出。s光源處發出的光，經半透鏡M1反射，抵達反射鏡M2後再回到M1，至L3後進入觀測者眼中。由於w不斷旋轉，只有當轉速合適，以至於光兩次經過齒輪時均透過齒輪間隙的時候，觀測者才能看到光。這時，就把光速的測量，變成了齒輪轉速的測量。這個就簡單太多了。他當時測出了31.5萬公里每秒。後來經改進，可以測到29.9到30.1萬公里每秒之間。
邁克爾孫在1926年做出的旋轉鏡法光速測量裝置，如上圖所示。放在光路正中間的M1是一個八面鏡。八面經高速旋轉，只有當轉速恰好合適的時候，才能恰好把光反射到觀測者E處。在百年前，這個方法就已經給出了299796千米每秒的精確測量。之後，透過光路抽真空、改用32面鏡等改進，結果進一步精確到299774千米每秒。
當然，這些儀器都很難在家裡搞。但是有一個裝備不一樣，那就是微波爐。微波爐測光速，雖然不準，但是作為科普工具，或者自己玩，或者以此為藉口買微波爐/棉花糖，還是很不錯的。
最好選用帶旋轉盤的微波爐。去掉旋轉盤，把棉花糖整齊擺在盤子裡，再放入微波爐。加熱。
由於微波爐內會行程電磁波的駐波，棉花糖的熔化會呈現週期性，如上圖所示。
再去測量熔化的區域之間的距離，就可以得到電磁波的半波長。半波長乘以二，就是波長了。
再檢視微波爐背面寫的工作頻率（一般都是2.45GHz）。光速 = 波長 * 頻率，就可以算出光速了！
這個方法當然很不準啦，一般誤差會達到10%上下，但是帶小孩玩一玩還是很有意思的！關鍵是，還能順勢買一波零食對不對~
測量的基本思想就是，化難測為易測。原子直徑小，沒法測，那就看它的X射線衍射形狀在膠片/CCD上的投影，用尺子都能量距離。兩個鐵球之間的引力大小難測，就把這個引力的作用放到扭秤上，看到的是光斑的位移，用尺子就能量。光速難測，那就把這個問題轉化成一個測量某個簡單數值的問題。
1849年，斐索第一個完成了不依靠天文觀測的光速測量。上圖中的w是一個齒輪，在最右側畫出。s光源處發出的光，經半透鏡M1反射，抵達反射鏡M2後再回到M1，至L3後進入觀測者眼中。由於w不斷旋轉，只有當轉速合適，以至於光兩次經過齒輪時均透過齒輪間隙的時候，觀測者才能看到光。這時，就把光速的測量，變成了齒輪轉速的測量。這個就簡單太多了。他當時測出了31.5萬公里每秒。後來經改進，可以測到29.9到30.1萬公里每秒之間。
邁克爾孫在1926年做出的旋轉鏡法光速測量裝置，如上圖所示。放在光路正中間的M1是一個八面鏡。八面經高速旋轉，只有當轉速恰好合適的時候，才能恰好把光反射到觀測者E處。在百年前，這個方法就已經給出了299796千米每秒的精確測量。之後，透過光路抽真空、改用32面鏡等改進，結果進一步精確到299774千米每秒。
當然，這些儀器都很難在家裡搞。但是有一個裝備不一樣，那就是微波爐。微波爐測光速，雖然不準，但是作為科普工具，或者自己玩，或者以此為藉口買微波爐/棉花糖，還是很不錯的。
最好選用帶旋轉盤的微波爐。去掉旋轉盤，把棉花糖整齊擺在盤子裡，再放入微波爐。加熱。
由於微波爐內會行程電磁波的駐波，棉花糖的熔化會呈現週期性，如上圖所示。
再去測量熔化的區域之間的距離，就可以得到電磁波的半波長。半波長乘以二，就是波長了。
再檢視微波爐背面寫的工作頻率（一般都是2.45GHz）。光速 = 波長 * 頻率，就可以算出光速了！
這個方法當然很不準啦，一般誤差會達到10%上下，但是帶小孩玩一玩還是很有意思的！關鍵是，還能順勢買一波零食對不對~