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  • 1 # 理性科普者

    光速的測量始於十九世紀中葉,最古老的方法是伽利略的方法,他是利用聲速的測量方法來測光速,使兩個人相距1.9km,從甲地發出一束光到達乙地,記錄光傳播的時間,然後用速度的計算公式得到光速。實際上是根本不可能的,也無法操作,因為光速太快,每秒鐘繞地球轉7.5周,傳播1.9Km所需要的時間幾乎為零,從這個例子我們可以得到啟示:精確的測量光速要儘可能增加光傳播距離,以求測量時間的準確性。

    物理學測量原理除上面條件以外,測量的巧妙性(即間接測量方法)很重要,誤差越小越好。

    減小誤差常用的方法:累積求平均,巧妙的間接測量。

    歷史上測量光速的方法有二大類:天文學方法,主要是觀測手段,利用木星對衛星的掩蝕。恆星光行差法。實驗方法有"斐索齒輪法"、"傅科旋轉鏡法"、"萬克耳孫的旋轉稜鏡法"、"克爾盒法"。這些方法因為複雜,理解可能不是短時間,就不說了吧。其核心都是圍繞時間測量的精確性。

    我們知道人的反映時間是0.1秒,所以,測量光速用人來卡表計時,誤差不是一點大,如果用單程測量光速必然存在一個時間差與人的反應時間問題。有的人提出單程測量方法,大家來看看這種方法的誤差在哪裡?在相距很遠的甲乙二地,在甲地,二個人統一秒錶的時間,並約定記錄發射鐳射的時間,在乙地記錄收到鐳射的時間,時間差就是光傳播長距離的時間。存在這些誤差:第一,二隻表記錄時間有誤差,除非是原子鐘。第二,光在地球上任何兩點間傳播所用的時間都小於人的反應時間,因為光是沿直線傳播的,如果繞地球轉一週也只有0.13秒。第三,如果用人記錄時間,是記錄不到時間的,因為人的反應時間為0.1秒。單程肯定行不通。

    所以,測量光速的方法用普通的方法是不行的。科學的方法都是很講究技巧的,第一,必須用測量儀器記錄時間,而且還要用距離累積法以減小時間誤差,利用光的反射是一種有效的方法。第二,要利用計算公式的計算,這是間接測量。第三,因為光是一種電磁波,根據公式入f=C,我們可以用儀器測出光波的頻率(f)和波長(入),計算得到光速,測量波的頻率和波長是很容易的。人類的智慧確實是了不起。

    光速的資料較多,現世界上公認的是1973年的測定值,C=2.99792x10^8m/s,並於1983年第十七屆國際計量大會被確定,這個值是最終值,在物理學教材中,近似為c=3x10^8m/s,為了學生計算方便。

  • 2 # 臆想天開

    我們知道的光速是不靠譜的,事實上人們也想了很多辦法測量光速,但都不能排除各種干擾得到光速的確切值,所以硬性規定了一數值為光速常數,並且相對論把這個數值作為速度的極限值,因此改變了速度等於路程除以時間這個物理規律。在相對論的框架下但凡有超光速的存在都得靠修改距離或時間來保證速度值不變。

    測量單程光速確實難以實現,由其時間是難以得到同步,除非量子糾纏或許能保證,其它辦法沒有人認可。另外所謂測量光的波長頻率得出的光速也是根本不可信的,因為光表現出粒子性和波動性的原理還不清楚。

    我覺得電磁波和光速是不同的而且差距非常大,我們可以探測到宇宙空間裡存在無限多的電磁波卻無法確定來源的位置和原因,這就是因為光速和電磁波速度的差異導致的。因為電磁波的產生肯定是超新星爆發以及天體碰撞之類的事件形成的,但是我們觀看到超新星爆發時卻不能探測到電磁波的存在。出現這種情況最大可能原因就是光速和電磁波速度不同的結果。所以要比較得出它們的速度不同,需要觀看天體出現劇烈變化的同時注意探測電磁波等能量波動,而且要持續探測到出現為止。即便如此辦法也僅適合比較近距離的天體,因為過於遙遠的天體大事件,我們可能觀看到了現象,卻沒有機會探測到電磁波等能量輻射了,因為它們可能會在幾十年,千百萬年,或者幾億幾十億年之後才能到達地球,這要看它們產生的根源距離地球是多少光年。

  • 3 # 瀟軒

    任何測量都有誤差,你說的單程光速也是可以測量的。

    比如,我們要測量北京到上海的光速。

    我先在北京把兩塊手錶的時間校準,然後你把其中一塊手錶從北京帶到上海。然後我們約定某天下午3點整我從北京發一個鐳射,你在上海收到鐳射的時間你記錄一下,然後再用北京到上海的距離,除掉這個時間差,測量出來的是單程光速。

    這個測量到底是有誤差的。誤差是怎麼來的?因為你從北京帶手錶到上海的過程中,因為有速度,而且走過千山萬水的引力場不均勻,這使得你到上海以後,上海的手錶已經與北京的手錶不是同時的了。但這個時候我們是無法校準這兩個手錶的,只能假設它們是同時的。於是我們去測光速的時候,就引入了誤差。

    當然在整個實驗中,還有其他的誤差——比如地球是在自轉的,它是一個非慣性系,所以它對光速也帶來嚴重的誤差,所以最後我們測出來的光速是有誤差的。但這些誤差是可以計算與減少的,所以嚴格來說單程光速不是不可測量的。

  • 4 # 雲天之上32

    可以測量,只是距離需要很遠,地球上基本上很難實現,短距離誤差較大,所以一般都是藉助於天體測量,或者在星球外測量,現在航天器可以互相測量位置等,這就是藉助於雙向光速,其實發送訊號,到對方接受訊號,這個是單向測速,只是光速太快了對於目前來說,誤差還是較大,但對於目前的科研水平來說,精度足夠用了

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