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  • 1 # 容濟點火器

    光的干涉和衍射現象說明光具有波動性,光的偏振現象進而說明光是橫波.而光以有限速度傳播以及光速的精確測定,在建立光的電磁波學說方面也曾起了重大的作用.光速是物理學中最重要的基本常數之一,也是所有各種頻率的電磁波在真空中的傳播速度.狹義相對論認為:任何訊號和物體的速度都不能超過真空中的光速.在折射率為n的介質中,光的傳播速度為:v=c/n.在光學和物理學的發展歷史上,光速的測定,一直是許多科學家為之探索的課題.許多光速測量方法那巧妙的構思、高超的實驗設計一直在啟迪著後人的物理學研究.歷史上光速測量方法可以分為天文學測量方法、大地測量方法和實驗室測量方法等.

    一、光速測定的天文學方法

    1.羅默的衛星蝕法

    光速的測量,首先在天文學上獲得成功,這是因為宇宙廣闊的空間提供了測量光速所需要的足夠大的距離.早在1676年丹麥天文學家羅默(1644—1710)首先測量了光速.由於任何週期性的變化過程都可當作時鐘,他成功地找到了離觀察者非常遙遠而相當準確的“時鐘”,羅默在觀察時所用的是木星每隔一定週期所出現的一次衛星蝕.他在觀察時注意到:連續兩次衛星蝕相隔的時間,當地球背離木星運動時,要比地球迎向木星運動時要長一些,他用光的傳播速度是有限的來解釋這個現象.光從木星發出(實際上是木星的衛星發出),當地球離開木星運動時,光必須追上地球,因而從地面上觀察木星的兩次衛星蝕相隔的時間,要比實際相隔的時間長一些;當地球迎向木星運動時,這個時間就短一些.因為衛星繞木星的週期不大(約為1.75天),所以上述時間差數,在最合適的時間(上圖中地球執行到軌道上的A和A’兩點時)不致超過15秒(地球的公轉軌道速度約為30千米/秒).因此,為了取得可靠的結果,當時的觀察曾在整年中連續地進行.羅默透過觀察從衛星蝕的時間變化和地球軌道直徑求出了光速.由於當時只知道地球軌道半徑的近似值,故求出的光速只有214300km/s.這個光速值儘管離光速的準確值相差甚遠,但它卻是測定光速歷史上的第一個記錄.後來人們用照相方法測量木星衛星蝕的時間,並在地球軌道半徑測量準確度提高後,用羅默法求得的光速為299840±60km/s.

    2.布萊德雷的光行差法

    1728年,英國天文學家布萊德雷(1693—1762)採用恆星的光行差法,再一次得出光速是一有限的物理量.布萊德雷在地球上觀察恆星時,發現恆星的視位置在不斷地變化,在一年之內,所有恆星似乎都在天頂上繞著半長軸相等的橢圓運行了一週.他認為這種現象的產生是由於恆星發出的光傳到地面時需要一定的時間,而在此時間內,地球已因公轉而發生了位置的變化.他由此測得光速為:

    C=299930千米/秒

    這一數值與實際值比較接近.

    以上僅是利用天文學的現象和觀察數值對光速的測定,而在實驗室內限於當時的條件,測定光速尚不能實現.

    二、光速測定的大地測量方法

    光速的測定包含著對光所透過的距離和所需時間的量度,由於光速很大,所以必須測量一個很長的距離和一個很短的時間,大地測量法就是圍繞著如何準確測定距離和時間而設計的各種方法.

    1.伽利略測定光速的方法

    物理學發展史上,最早提出測量光速的是義大利物理學家伽利略.1607年在他的實驗中,讓相距甚遠的兩個觀察者,各執一盞能遮閉的燈,如圖所示:觀察者A開啟燈光,經過一定時間後,光到達觀察者B,B立即開啟自己的燈光,過了某一時間後,此訊號回到A,於是A可以記下從他自己開燈的一瞬間,到訊號從B返回到A的一瞬間所經過的時間間隔t.若兩觀察者的距離為S,則光的速度為

    c=2s/t

    因為光速很大,加之觀察者還要有一定的反應時間,所以伽利略的嘗試沒有成功.如果用反射鏡來代替B,那麼情況有所改善,這樣就可以避免觀察者所引入的誤差.這種測量原理長遠地保留在後來的一切測定光速的實驗方法之中.甚至在現代測定光速的實驗中仍然採用.但在訊號接收上和時間測量上,要採用可靠的方法.使用這些方法甚至能在不太長的距離上測定光速,並達到足夠高的精確度.

    2.旋轉齒輪法

    用實驗方法測定光速首先是在1849年由斐索實驗.他用定期遮斷光線的方法(旋轉齒輪法)進行自動記錄.實驗示意圖如下.從光源s發出的光經會聚透鏡L1射到半鍍銀的鏡面A,由此反射後在齒輪W的齒a和a’之間的空隙內會聚,再經透鏡L2和L3而達到反射鏡M,然後再反射回來.又透過半鍍鏡A由L4集聚後射入觀察者的眼睛E.如使齒輪轉動,那麼在光達到M鏡後再反射回來時所經過的時間△t內,齒輪將轉過一個角度.如果這時a與a’之間的空隙為齒a(或a’)所佔據,則反射回來的光將被遮斷,因而觀察者將看不到光.但如齒輪轉到這樣一個角度,使由M鏡反射回來的光從另一齒間空隙透過,那麼觀察者會重新看到光,當齒輪轉動得更快,反射光又被另一個齒遮斷時,光又消失.這樣,當齒輪轉速由零而逐漸加快時,在E處將看到閃光.由齒輪轉速v、齒數n與齒輪和M的間距L可推得光速c=4nvL.

    在斐索所做的實驗中,當具有720齒的齒輪,一秒鐘內轉動12.67次時,光將首次被擋住而消失,空隙與輪齒交替所需時間為

    在這一時間內,光所經過的光程為2×8633米,所以光速c=2×8633×18244=3.15×108(m/s).

    在對訊號的發出和返回接收時刻能作自動記錄的遮斷法除旋轉齒輪法外,在現代還採用克爾盒法.1941年安德孫用克爾盒法測得:c=299776±6km/s,1951年貝格斯格蘭又用克爾盒法測得c=299793.1±0.3km/s.

    3.旋轉鏡法

    旋轉鏡法的主要特點是能對訊號的傳播時間作精確測量.1851年傅科成功地運用此法測定了光速.旋轉鏡法的原理早在1834年1838年就已為惠更斯和阿拉果提出過,它主要用一個高速均勻轉動的鏡面來代替齒輪裝置.由於光源較強,而且聚焦得較好.因此能極其精密地測量很短的時間間隔.實驗裝置如圖所示.從光源s所發出的光透過半鍍銀的鏡面M1後,經過透鏡L射在繞O軸旋轉的平面反射鏡M2上O軸與圖面垂直.光從M2反射而會聚到凹面反射鏡M3上,M3的曲率中心恰在O軸上,所以光線由M3對稱地反射,並在s′點產生光源的像.當M2的轉速足夠快時,像S′的位置將改變到s″,相對於可視M2為不轉時的位置移動了△s的距離可以推匯出光速值:

    式中w為M2轉動的角速度.l0為M2到M3的間距,l為透鏡L到光源S的間距,△s為s的像移動的距離.因此直接測量w、l、l0、△s,便可求得光速.

    在傅科的實驗中:L=4米,L0=20米,△s=0.0007米,W=800×2π弧度/秒,他求得光速值c=298000±500km/s.

    另外,傅科還利用這個實驗的基本原理,首次測出了光在介質(水)中的速度v<c,這是對波動說的有力證據.

    3.旋轉稜鏡法

    邁克耳遜把齒輪法和旋轉鏡法結合起來,創造了旋轉稜鏡法裝置.因為齒輪法之所以不夠準確,是由於不僅當齒的中央將光遮斷時變暗,而且當齒的邊緣遮斷光時也是如此.因此不能精確地測定象消失的瞬時.旋轉鏡法也不夠精確,因為在該法中象的位移△s太小,只有0.7毫米,不易測準.邁克耳遜的旋轉鏡法克服了這些缺點.他用一個正八面鋼質稜鏡代替了旋轉鏡法中的旋轉平面鏡,從而光路大大的增長,並利用精確地測定稜鏡的轉動速度代替測齒輪法中的齒輪轉速測出光走完整個路程所需的時間,從而減少了測量誤差.從1879年至1926年,邁克耳遜曾前後從事光速的測量工作近五十年,在這方面付出了極大的勞動.1926年他的最後一個光速測定值為

    c=299796km/s

    這是當時最精確的測定值,很快成為當時光速的公認值.

    三、光速測定的實驗室方法(高中課本有)

    光速測定的天文學方法和大地測量方法,都是採用測定光訊號的傳播距離和傳播時間來確定光速的.這就要求要儘可能地增加光程,改進時間測量的準確性.這在實驗室裡一般是受時空限制的,而只能在大地野外進行,如斐索的旋輪齒輪法當時是在巴黎的蘇冷與達蒙瑪特勒相距8633米的兩地進行的.傅科的旋轉鏡法當時也是在野外,邁克耳遜當時是在相距35373.21米的兩個山峰上完成的.現代科學技術的發展,使人們可以使用更小更精確地實驗儀器在實驗室中進行光速的測量.

    1.微波諧振腔法

    1950年埃森最先採用測定微波波長和頻率的方法來確定光速.在他的實驗中,將微波輸入到圓柱形的諧振腔中,當微波波長和諧振腔的幾何尺寸匹配時,諧振腔的圓周長πD和波長之比有如下的關係:πD=2.404825λ,因此可以透過諧振腔直徑的測定來確定波長,而直徑則用干涉法測量;頻率用逐級差頻法測定.測量精度達10-7.在埃森的實驗中,所用微波的波長為10釐米,所得光速的結果為299792.5±1km/s.

    2.鐳射測速法(大學課本)

    1790年美國國家標準局和美國國立物理實驗室最先運用鐳射測定光速.這個方法的原理是同時測定鐳射的波長和頻率來確定光速(c=νλ).由於鐳射的頻率和波長的測量精確度已大大提高,所以用鐳射測速法的測量精度可達10-9,比以前已有最精密的實驗方法提高精度約100倍.

    四、光速測量最後結果

    根據1975年第十五屆國際計量大會的決議,現代真空中光速的最可靠值是:

    c=299792.458±0.001km/s

  • 2 # 超弦

    真空光速定義值:c0=299792458m/s,

    歷史上測量光速的方法很多,有伽利略的燈光示意法,還有菲索的旋轉齒輪法,法國傅科的旋轉鏡法,布萊德雷的光行差法,羅默的衛星蝕法等等。

    這裡就介紹一下目前最準確的光速測量方法。是在1972年,美國的K.M.埃文森等人直接測量鐳射頻率ν和真空中的波長λ,這個方法的原理是同時測定鐳射的波長和頻率來確定光速(c=vλ).由於鐳射的頻率和波長的測量精確度已大大提高,所以用鐳射測速法的測量精度可達 10的負9次方,比以前已有最精密的實驗方法提高精度約100倍.利用公式算得c=(299792458±1.2)米/秒。在1983年第十七屆國際計量大會上作出決定,將真空中的光速定為精確值。

  • 3 # 包子桑715

    科學性的實驗方法很容易就能搜尋到,這裡說一個趣味性實驗,就是利用微波爐加熱原理可以大致測量出光速,原理大概就是微波爐是靠電磁波的特性來加熱食物,短暫加熱會有幾塊被加熱部分,其中相距最近的部分距離測量出來再利用公式一算就可以得到電磁波傳播的大概速度了,這樣也就能大致得到光速

  • 4 # 茶餘飯後聊閒天

    光速怎測量?無人能知詳。答者欲逞強,原文粘度娘。問答失意義,漸丟吸引力。

    提個小建議,各位莫生氣。自己先搞懂,複述寫詳細。

  • 5 # 暴風雪8797302

    邁克爾遜旋轉稜鏡法,高中物理書上有這個方法,不懂的話可以搜一下,他的原理其實很簡單的,合格的高中生都應該知道。

  • 6 # 自然風57778401306

    光速的檢測這麼難,都是以參照物為基準,做出科學的觀測,經多次反覆驗證,光在一秒鐘內照射到地球的距離是299999點幾,一秒鐘大約30萬千米。恆星是核聚變的高溫能量產生的光子,按能量守恆定理,光照在近距離衰退不很明顯,這是指地球而言,遠距離光照衰退現象還是存在的,就好比晚上點燃一堆煹火,感受到它的熱和光明,你要是在老遠望見它,這堆火就是一點微不足道的亮光。要是在火星上觀測,再遠一點土星上觀測,一光年外的奧特曼星雲回望太陽,太陽就像一顆亮燦仙的星星。

  • 7 # 張這張那

    很開心第一次回覆悟空問答,那麼光速的測量一直是科學家一直在討論的問題,隨著時代進步和科技發展。光速的數值每年也在發生變化,無論是物理學中的標準基值還是天文學中的時間單位。光速對人類的發展進步無時無刻不在產生重要的影響。那麼在這裡就教大家一種簡單測量光速的方法。首先,要在晚上找一面平滑的牆壁,然後,左手拿秒錶,右手拿電燈。如果,你足夠眼疾手快,我相信你會得出滿意的結果!

  • 8 # 永睡不起

    距離,只要還有速度,用距離就可以測出,比方說沒有條件情況下,用鏡子相互反射來拉伸光的傳播距離,用光源和接收裝置計算時間和距離,測得光在不同介質中的傳播時間和距離得到速度,不同介質下光速並不恆定。

  • 9 # 超級球爸

    如果你是想問,沒有現代儀器人們怎麼測量的光速近似值,那絕對是個天才的屌爆構思。

    1849年,斐索使用齒輪法測試了光速。我個人白話的設計思路就是用光照射齒輪,這時光線就是一段一段的,然後反射光線回齒輪,如果距離和轉速合適,就能觀察到返回的光線剛好被齒輪的齒擋住,此時就能根據距離和轉速計算光速了。

  • 10 # 物理學博士

    這是個好問題!最初有兩個人拿著燈到對面的山頂上發開關訊號來測量光速。當然,那樣測出來的不是光速,是人類的反應速度。

    以現代的技術,測量光速也不難。拿一束鐳射射到幾公里外的鏡子上反射回來,這個時間差幾十微秒(百萬分之一秒)。用光感測器收到鐳射脈衝後發出電訊號,今天就算是一個好的示波器,也能量到納秒(微秒的千分之一)級別時間差,量這樣的時間差不成問題。當然,精密測量的學問就深了去了。

    在沒有現代技術的時候,測量光速要想個聰明辦法。我介紹一下,你要有耐心看:

    把一面鏡子放在幾公里以外,那個斜著放的是一面反射一半光透射一半的鏡子,光會被遠處的鏡子反射回來再被這個半透鏡反射到望遠鏡裡看見一個光點。

    再把一個齒輪放在光路上,放在靠近燈泡和望遠鏡這邊,讓光透過齒輪齒間的縫隙傳過去,在望遠鏡裡看見。把齒輪轉起來,就看見光一閃一閃的。

    光透過齒輪再被鏡子反射回來,需要幾十微秒。當齒輪轉得飛快,光反射回來的時候,就可能因為齒輪已經轉開了半個齒的角度,被擋住了。此時望遠鏡裡的亮點就消失了。當齒輪轉得再快時,還可能因為齒輪剛好轉過了一個齒的角度,亮點再次出現。記錄亮點首次消失時齒輪的轉速,就能算出光速。

    這是1845年的事情,人類第一次直接地測到光速。當時要做這樣的實驗,還是要克服不少技術困難的。

  • 11 # 加菲貓兒1

    在300多年前,丹麥有一位天文學家叫奧勒·羅默,就是他第一次透過天文觀測計算出計算出了光的速度。具體的方法比較複雜,但是原理我們是比較容易理解的。地球是會繞著太陽公轉的,公轉的時候就會變換位置,所以在一年的不同時候距離木星的距離是不一樣的,少則6億多公里則9億多公里。即使是光也要需要三四十分鐘才可以跑完。所以地球位置變化就使得,光從木星到地球花費時間很容易被觀察到。這位天文學家,就是透過記錄地球和木星之間距離的變化,以及光線傳過來時時間的變化,計算出了光的速度。

    不知道大家會不會好奇,為什麼是木星,就不能是其他星球嗎?比如距離更遠的土星。如果是其他星球的話還真沒辦法。大家想想看,測量光從其他星球傳到地球的時間應該如何做呢?最簡單的方法,就是起點記錄一個時間,終點記錄一個時間,兩個一減就可以了。光線到達地球的終點時間我們是很容易記錄下來的,剩下的只要減去另外的那個星球上發出光的起點時間。可問題是,不論是什麼星球,上面都是沒有人的,沒有人可以記下光線傳播開始時間的,也就沒有辦法做減法,當然也就不能知道光線傳播的時間了。

    木星特別的地方,是它有幾顆非常明亮的衛星,會繞著木星旋轉。我們很容易就可以透過望遠鏡在地球上觀察到。按理說,這個旋轉的時間是固定的,可是就因為地球的公轉和木星的距離總是發生變化,所以就會導致我們觀察到木星衛星的選擇的時間是會發生變化的。於是就可以根據這個變化的時間推斷出光線在這段距離中花了多少時間。是這樣,奧勒·羅默才計算出了光的速度。

    當時他計算出來的速度是大約22萬公里每秒,和現在準確數字,也就是30萬公里每秒,還差了將近8萬公里。或許你會認為8萬公里這個實在是一個太大的數字了,這應該是一個嚴重的錯誤。實際上並不是這樣的,首先奧勒·羅默是第一個確定了光的速度不是無限的人。之前人們討論光的速度到底是有限還是無限,總是爭來爭去,但是誰都沒有可信的證據。這一下在奧勒·羅默提出這種測量方法之後,光的速度有限的基本上就是板上釘釘的事實了。剩下的就是搞明白這個速度到底是多少了。

    在數字的準確性方面,即使奧勒·羅默計算出現了誤差,但是仍然是很了不起的,20多萬和現在的標準數值30萬都是在幾十萬每秒這個數量級上。在天文觀測中,能在數量級上保持正確已經是很了不起了。這個數量級的意思,就是一個數字是幾位數。比如,1萬和5萬,都是在萬這個數量級上的,可以說它們數量級相等。但是1千和1萬就不是一個數量級了,1千比1萬少了一位數,也就是少了一個數量級。如果是10萬的話,是比1萬多一個數量級。

    再舉個例子,半人馬座α星距離地球4光年多,天狼星距離地球將近9光年,在天文學家眼中這兩個星到地球的距離是差不多的。只有幾十光年,幾百光年才算是真正意義上的更遠。

    好了,這就是有關奧勒·羅默和光速測量的故事了。至此以後,人們對光速的研究就始終沒有停止過。隨著科技的發展,能夠測量出來的精度也越來越

  • 12 # 諸艾文

    光速確實很快,確實很難測。那該怎麼測?這裡就要吹一波,科學家的聰明才智了。快的不好測,我們就把它轉化成好測的量再來測。

    比如最早的高精度測量光速的方法,齒輪法。光在特定的光路上,兩次透過齒輪的間隙後被觀測者看到。這種情況下,只有齒輪的轉速是某一些特定的值的時候,光才可以順利透過兩個間隙,而不被擋住。而這個特定的轉速,則與光速有關。這樣,就把光速的測量,轉化成了測量一個齒輪的轉速。這個就簡單多了。

    之後,還有了邁克爾遜的改進實驗。把齒輪換成了一個八面的鏡子。鏡子不斷旋轉,只有在轉速是特定的值的時候,光才能順利被反射,進入觀測者的眼睛。由於這裡,鏡子對光路的影響更大,所以測量的精確度可以更高。

    現代的光路測量往往會使用干涉法。透過測量特定頻率的鐳射的波長,再用速度=波長*頻率,就能算出來速度。這一方法的精度極高。

    現在,由於米是從光速定義過來的,所以光速的值也就定死了,就是299792458m/s。

    當然,如果你想要自己在家裡測一測光速,也不是不可以。

    找一個微波爐,去掉旋轉託盤,放一盤棉花糖進去,加熱至部分融化。

    用尺子量一下熔化-不熔化-熔化的這個週期

    然後再去微波爐屁股後面看一看裡面微波的頻率

    (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~

  • 13 # 雞年大吉上課

    第一個嘗試去測量光速的是伽利略。他和他的助手在夜間相隔數公里遠面對面地站著,每人拿一盞燈,燈有開關。首先,第一個人先舉起燈,同時記下時間。當第二個人看到第一個人的燈時立即舉起自己的燈,也記下時間。從第一個人舉起燈到他看到第二個人的燈的時間間隔就是光傳播1.6km裡的時間。為了減小誤差,伽利略反反覆覆舉燈,但當時的他不知道光的傳播速度實在是太快了,這種方法最終失敗。但伽利略的實驗揭開了人類歷史上對光速進行研究的序幕。

    在1862年,法國物理學家傅科成功地發展了另一種測定光速的方法,他用一個高速轉鏡來測量微小的時間間隔。下圖是經過改進後的實驗裝置示意圖。轉鏡是一個正八面的鋼質稜鏡,從光源S發出的光射到轉鏡面R上,經R反射後又射到35公里以外的一塊反射鏡C上,光線再經反射後回到轉鏡。所用時間是t=2D/c。在t時間中轉鏡轉過一個角度。實驗時,逐漸加快轉鏡轉速,當轉速達到528轉/秒時,在t時間裡正好轉過1/8圈。返回的光恰恰在稜鏡的下一個面上,透過半透鏡M可以從望遠鏡裡看到返回光線所成的像。用這種方法得到c =299,796±4公里/秒。1950年,艾森提出了用空腔共振法來測量光速。這種方法的原理是,微波透過空腔時當它的頻率為某一值時發生共振。根據空腔的長度可以求出共振腔的波長,在把共振腔的波長換算成光在真空中的波長,由波長和頻率可計算出光速。當代計算出的最精確的光速都是透過波長和頻率求得的。1958年,弗魯姆求出光速的精確值:299792.5±0.1千米/秒。1972年,埃文森測得了目前真空中光速的最佳數值:299792457.4±0.1米/秒。

  • 14 # 楊95560266

    光速的測量經歷了一個相當長的演變過程。最早的靠譜方法是天文法,透過測量木星衛星凌木的時間差得到,已經與光速實際數值誤差較小。後來又是齒輪法,所得數值足夠精確。再之後用光柵就更精確了。

  • 15 # mouse大叔243249820

    兩個人面對面站立對視,間隔各1米,中點置只有一個視窗的轉盤。轉盤由可計算功電機啟動。剩下的由資料說話。光就是這樣老土的算出來。看電影啊。。。航炮啊。。。都必須解決瞬時速度。。。!

  • 16 # 假裝幽默的紳士

    光的速度是這樣算的: 光跑的距離除以光跑的這段距離所用的時間。也就是說你只要測量出這個距離,再測量出這個時間就可以了,距離可以用米尺測,時間可以用秒錶。

    如果光圍繞圈⭕跑,比如說在黑洞周圍跑,不要用直尺量,這時候光跑的是曲線,要注意哦。

    測量時間的時候也不要用那個機械錶,最好用石英錶,要準一點。

    測量距離的時候,由於多次測量引入的誤差積累比較大,儘量選擇大一點的米尺。但是即使是用長一點兒的米尺吃,也會有誤差,所以說這個課本上的光速值是不準確的。

    為什麼光速不能跑得更快一些呢?估計這跟火車為啥不能再快一點呢是一個道理。火車不能跑更快,是因為動力有限,風阻隨速度成平方增加,二者平衡啦。光啊其實也一樣的,別看光子小,真空沒有阻力。其實啊,真空裡,有大量的微觀粒子,拽著頂著光子,不讓它跑太快。

    估計聰明的你,一下子明白啦,環境不一樣,光的速度肯定不一樣的。這個呢,科學家在在研究著呢。

    盡信書不如無書。

  • 17 # 深空電報

    光速的測算從17世紀就已經開始了,比如丹麥天文學家羅默等。我們現在知道,光在真空中的速度是29972458米每秒,這已經成為了我們的常識,作為一個基礎的物理常量,但光速的數值並不是一個非常精確的值,而且光速是一個無法真正確定的極限。因為我們知道光速在不同的介質中傳播,數值也是不同的。目前科學家認為,光速不是確定的速度值,現代測量技術得出的計算值為299792500±100米每秒,所以它是不精確的數值。

    一般測量光速的測算方式是採用測光訊號的傳播距離、傳播時間,用距離除以時間來確定光的速度。這樣的方法就要求儘可能增加光走過的路程,誤差就小,改進時間測量的準確性。但是這樣的方法在實驗室裡一般難以落實,主要是受空間的限制,這是以往光速測量過程中所遇到的問題。過去對光速的測算都是在實驗室外進行,而如今我們卻可以透過實驗室內的鐳射和鏡面效應測出。

    有趣的是,這個定義的來源 ,它的單位“米”,又是怎麼確定的,米作為度量單位,它的長度究竟是多少。“米”這個單位最初確定的時間是在19世紀初的幾年,解釋為赤道和北極點之間距離的1000萬分之一。到了1889年,一根標準的一米長鉑杆被製作出來,然後被儲存在巴黎。

    當光速數值確定之後,光在真空中的速度這個定義也就出現,因此在1983年,國際計量大會重新定義了“米”,它被定義為光在1/299,792,458秒內傳播的距離。

  • 18 # 知天命513652050

    關於光速測量的幾個問題:

    1...如果我們認定光速是不變的,為什麼會有真空光速,空氣中光速,玻璃中光速,等等不同介質的速度不一樣?

    2...我們通常在空氣中測量光速,需要在很大的一個空間裡測量,在玻璃,水晶,真空,水等等這些介質又是如何測量的?

    3...每次你們說到在空氣裡測量光速都以會出現誤差為由而拒絕公佈具體測量資料,這其中的貓膩不是明顯的在自欺欺人的嗎?

    4...目前,教科書公佈很多種光速測量方法,根據我仔細驗證發現,每個測量法都存在致命的錯誤和明顯的漏洞,所有光速測量法,都以失敗告終。。。如果你不服,很簡單,你提供具體測量方法和資料就行,我給你指出錯誤所在。。。。

  • 19 # 乇三千

    我們現在知道了光速很快,有了光速參考,教會了我們許多,比如我小的時候喜歡在打雷天數數,透過閃電和聲音計算雷擊地點的距離。

    光速是怎麼算出來的呢?

    有記載的最早測量光速的科學家是伽利略,他的方法和我們測雷聲一樣,不過人家是第一次,屬於創新,我們這屬於應用。

    他透過兩座已知距離的山來測的光速,兩個人在山對面各拿一盞燈,甲亮燈並計時,乙看到後亮自己的燈,甲看到乙的燈光停止機器,由此得出光兩座山的來回距離。方法正確,但是人的反應時間不好確定,所以沒有確切的結論。直到200多年後,科技發展,機械廣泛應用,科學家菲索才透過齒輪轉動,測出光速光速為31萬多,直到近代,科技技術越來越先進,基礎條件也更精準,才確定光速為接近30萬公里每秒。

    科學發展離不開奇思妙想,感謝百年前科學家的貢獻。

  • 20 # 愛較真的戴老師

    只要知道物體行進的距離和時間,就可以計算出平均速度,光速測量也是一樣,我們知道光透過的距離,以及中間經過的時間,就能計算出光速。

    在伽利略時代,他就提出了透過測量光透過距離和時間來測量光速的原理,他採用的測量距離只有幾千米,但是光速太快了,30萬公里每秒的速度,在當時的科技和實驗條件是完全無法實現測量。

    在17世紀,天文學家羅邁透過對木星衛星一號執行規律的長期觀察,發現光速是以有限速度傳播的,可以進行測量的,初略計算得出了二十多萬公里每秒的光速值,雖然有些粗糙,但是這已經是當時的奇蹟了。

    隨著經典物理學的發展,很多科學家對光速進行了測量,其中美國的物理學家邁克爾遜長期進行了在地球上的光速測量,他的技術路線是在兩座山峰之間,藉助可以轉動的平面鏡,來測量光往返一次的精確時間,最終在加州兩座山峰上成功測得了及其接近現代光速的數值。對於我們大部分的計算來講,30萬公里每秒這個數值就已經足夠精確了。

    現代隨著各種光電儀器的發展,測量光速可以進行的非常精確,例如,美國宇航員就在月球上安裝了平面鏡,如果向月球發射鐳射,經由該平面鏡返回,就可以精確計算光速和地球-月亮之間的距離。在電視《生活大爆炸》炸裡,有一集就有類似的情節,Leonard這些科學宅男們就搞了一臺大功率鐳射器,用來測量月球的距離。

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