1607年伽利略最早做了測定光速的嘗試:讓兩個實驗者在夜間每人各帶一盞遮蔽著的燈,站在相距約1.6km的兩個山頂上,第一個實驗者先開啟燈,同時記下開燈的時間,第二個實驗者看到傳來的燈光後,立刻開啟自己的燈,第一個實驗者看到第二個實驗者的燈光後,再立刻記下時間.然後根據記下的時間間隔和兩山頂間的距離計算出光的傳播速度.這種測量光速的方法,原理雖然正確,但是卻沒能測出光速,這是因為光速很大,在相距約1.6km的兩山頂間來回一次,所用的時間大約只有十萬分之一秒,這樣短的時間,比實驗者的反應時間短得多,即使有比較精密的計時儀器也測不出光速來,更不用說當時的原始計時裝置了.要測定光速,必須利用很大的距離,或者用精巧的方法準確地測量出很短的時間間隔.伽利略以後的學者們正是沿著這兩個方向探求測定光速的方法的.1676年丹麥天文學家羅默(1644~1710)用天文觀測的方法,發現光是以有限速度傳播的.利用羅默觀測到的資料可以計算出光速的大小.這種方法就屬於利用大距離的方法.為了在地面上不太長的距離內測定光速,科學家們設計了各種巧妙的實驗方法,以便準確地測出很短的時間間隔.1849年法國物理學家斐索(1819~1896)首先在地面上測出了光速.以後又有許多科學家採用了更精確的方法測定光速.下面簡略地介紹美國物理學家邁克耳遜(1852~1931)的旋轉稜鏡法.邁克耳遜選擇了兩個山峰,測出兩山峰間的距離,在第一個山峰上安裝一個強光源S和一個正八面稜鏡A(見下圖)光源S發出的光,經過狹縫射到八面鏡A的面1上,反射後射到放置在另一個山峰上的凹鏡B上,又反射到平面鏡M上,經過M反射後,再由B反射回第一個山峰.如果八面鏡靜止不動,反射回來的光就射到八面鏡的另一個面3上,經面3反射後,透過望遠鏡C進入觀察者的眼中,看到光源S的像.如果使八面鏡轉動,那麼光反射回來時,八面鏡的面3已經偏離了原來的取向,經面3反射後的光不再進入望遠鏡中,觀察者就觀察不到光源S的像了.適當調節八面鏡的轉速,使反射回來的光到達八面鏡時,八面鏡恰好轉過轉,面2正好轉到面3原來的位置,經面2反射後的光進入望遠鏡中,就可以重新看到S的像.根據八面鏡轉過1/8轉所用的時間和兩山峰間的距離.就可以算出光在空氣裡的速度.邁克耳遜經過校正,得出光在真空中的傳播速度c=(299796±4)km/s.光速是物理學中的一個基本常數.科學家們一直努力更精確地測定光速.1970年以後,開始利用鐳射測量光速.鐳射測速法大大提高了測量的精確度.根據1975年第十五屆國際計量大會決議,真空中光速的最可靠值定為c=(299792458±1)m/s在簡單的計算中,可取3.0×108m/s.下面的地址裡有那個八面鏡法的圖圖參考資料:http://www.pkuschool.com/zadmin/manage/details.asp?TopicAbb=design&FileName=c2m4wl65020a01.htm
1607年伽利略最早做了測定光速的嘗試:讓兩個實驗者在夜間每人各帶一盞遮蔽著的燈,站在相距約1.6km的兩個山頂上,第一個實驗者先開啟燈,同時記下開燈的時間,第二個實驗者看到傳來的燈光後,立刻開啟自己的燈,第一個實驗者看到第二個實驗者的燈光後,再立刻記下時間.然後根據記下的時間間隔和兩山頂間的距離計算出光的傳播速度.這種測量光速的方法,原理雖然正確,但是卻沒能測出光速,這是因為光速很大,在相距約1.6km的兩山頂間來回一次,所用的時間大約只有十萬分之一秒,這樣短的時間,比實驗者的反應時間短得多,即使有比較精密的計時儀器也測不出光速來,更不用說當時的原始計時裝置了.要測定光速,必須利用很大的距離,或者用精巧的方法準確地測量出很短的時間間隔.伽利略以後的學者們正是沿著這兩個方向探求測定光速的方法的.1676年丹麥天文學家羅默(1644~1710)用天文觀測的方法,發現光是以有限速度傳播的.利用羅默觀測到的資料可以計算出光速的大小.這種方法就屬於利用大距離的方法.為了在地面上不太長的距離內測定光速,科學家們設計了各種巧妙的實驗方法,以便準確地測出很短的時間間隔.1849年法國物理學家斐索(1819~1896)首先在地面上測出了光速.以後又有許多科學家採用了更精確的方法測定光速.下面簡略地介紹美國物理學家邁克耳遜(1852~1931)的旋轉稜鏡法.邁克耳遜選擇了兩個山峰,測出兩山峰間的距離,在第一個山峰上安裝一個強光源S和一個正八面稜鏡A(見下圖)光源S發出的光,經過狹縫射到八面鏡A的面1上,反射後射到放置在另一個山峰上的凹鏡B上,又反射到平面鏡M上,經過M反射後,再由B反射回第一個山峰.如果八面鏡靜止不動,反射回來的光就射到八面鏡的另一個面3上,經面3反射後,透過望遠鏡C進入觀察者的眼中,看到光源S的像.如果使八面鏡轉動,那麼光反射回來時,八面鏡的面3已經偏離了原來的取向,經面3反射後的光不再進入望遠鏡中,觀察者就觀察不到光源S的像了.適當調節八面鏡的轉速,使反射回來的光到達八面鏡時,八面鏡恰好轉過轉,面2正好轉到面3原來的位置,經面2反射後的光進入望遠鏡中,就可以重新看到S的像.根據八面鏡轉過1/8轉所用的時間和兩山峰間的距離.就可以算出光在空氣裡的速度.邁克耳遜經過校正,得出光在真空中的傳播速度c=(299796±4)km/s.光速是物理學中的一個基本常數.科學家們一直努力更精確地測定光速.1970年以後,開始利用鐳射測量光速.鐳射測速法大大提高了測量的精確度.根據1975年第十五屆國際計量大會決議,真空中光速的最可靠值定為c=(299792458±1)m/s在簡單的計算中,可取3.0×108m/s.下面的地址裡有那個八面鏡法的圖圖參考資料:http://www.pkuschool.com/zadmin/manage/details.asp?TopicAbb=design&FileName=c2m4wl65020a01.htm