光速怎麼測量?

General 更新 2024-12-04

光速如何測量

光速的測定

光速的測定在光學的發展史上具有非常特殊而重要的意義。它不僅推動了光學實驗的反站,也打破了光速無限的傳統觀念;在物理學理論研究的發展里程中,它不僅為粒子說和波動說的爭論提供了判定的依據,而且最終推動了愛因斯坦相對論理論的發展。

在光速的問題上物理學界曾經產生過爭執,開普勒和笛卡爾都認為光的傳播不需要時間,是在瞬時進行的。但伽利略認為光速雖然傳播得很快,但卻是可以測定的。1607年,伽利略進行了最早的測量光速的實驗。

伽利略的方法是,讓兩個人分別站在相距一英里的兩座山上,每個人拿一個燈,第一個人先舉起燈,當第二個人看到第一個人的燈時立即舉起自己的燈,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兩英里的時間。但由於光速傳播的速度實在是太快了,這種方法根本行不通。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。

1676年,丹麥天文學家羅麥第一次提出了有效的光速測量方法。他在觀測木星的衛星的隱食週期時發現:在一年的不同時期,它們的週期有所不同;在地球處於太陽和木星之間時的週期與太陽處於地球和木星之間時的週期相差十四五天。他認為這種現象是由於光具有速度造成的,而且他還推斷出光跨越地球軌道所需要的時間是22分鐘。1676年9月,羅麥預言預計11月9日上午5點25分45秒發生的木衛食將推遲10分鐘。巴黎天文臺的科學家們懷著將信將疑的態度,觀測並最終證實了羅麥的預言。

羅麥的理論沒有馬上被法國科學院接受,但得到了著名科學家惠更斯的贊同。惠更斯根據他提出的數據和地球的半徑第一次計算出了光的傳播速度:214000千米/秒。雖然這個數值與目前測得的最精確的數據相差甚遠,但他啟發了惠更斯對波動說的研究;更重要的是這個結果的錯誤不在於方法的錯誤,只是源於羅麥對光跨越地球的時間的錯誤推測,現代用羅麥的方法經過各種校正後得出的結果是298000千米/秒,很接近於現代實驗室所測定的精確數值。

1725年,英國天文學家布萊德雷發現了恆星的"光行差"現象,以意外的方式證實了羅麥的理論。剛開始時,他無法解釋這一現象,直到1728年,他在坐船時受到風向與船航向的相對關係的啟發,認識到光的傳播速度與地球公轉共同引起了"光行差"的現象。他用地球公轉的速度與光速的比例估算出了太陽光到達地球需要8分13秒。這個數值較羅麥法測定的要精確一些。菜德雷測定值證明了羅麥有關光速有限性的說法。

光速的測定,成了十七世紀以來所展開的關於光的本性的爭論的重要依據。但是,由於受當時實驗環境的侷限,科學家們只能以天文方法測定光在真空中的傳播速度,還不能解決光受傳播介質影響的問題,所以關於這一問題的爭論始終懸而未決。

十八世紀,科學界是沉悶的,光學的發展幾乎處於停滯的狀態。繼布萊德雷之後,經過一個多世紀的醞釀,到了十九世紀中期,才出現了新的科學家和新的方法來測量光速。

1849年,法國人菲索第一次在地面上設計實驗裝置來測定光速。他的方法原理與伽利略的相類似。他將一個點光源放在透鏡的焦點處,在透鏡與光源之間放一個齒輪,在透鏡的另一測較遠處依次放置另一個透鏡和一個平面鏡,平面鏡位於第二個透鏡的焦點處。點光源發出的光經過齒輪和透鏡後變成平行光,平行光經過第二個透鏡後又在平面鏡上聚於一點,在平面鏡上反射後按原路返回。由於齒輪有齒隙和齒,當光通過齒隙時觀察者就可以看到返回的光,當光恰好遇到齒時就會被遮住。從開始到返回的光第一次消失的時間就是光往返一次所用的時間,根據齒輪的轉速,這個時間不難求出。通過這種方......

現在的光速是怎麼測量出來的

現在的光速是怎麼測量出來的

最早光速的準確數值是通過觀測木星對其衛星的掩食測量的。還有轉動齒輪法、轉鏡法、克爾盒法、變頻閃光法等光速測量方法。

1983年,光速取代了保存在巴黎國際計量局的鉑制米原器被選作定義“米”的標準,並且約定光速嚴格等於299,792,458米/秒,此數值與當時的米的定義和秒的定義一致。後來,隨著實驗精度的不斷提高,光速的數值有所改變,米被定義為1/299,792,458秒內光通過的路程。

根據現代物理學,所有電磁波,包括可見光,在真空中的速度是常數,即是光速。強相互作用、電磁作用、弱相互作用傳播的速度都是光速,根據廣義相對論,萬有引力傳播的速度也是光速,且已於2003年得以證實。根據電磁學的定律,發放電磁波的物件的速度不會影響電磁波的速度。結合相對性原則,觀察者的參考座標和發放光波的物件的速度不會影響被測量的光速,但會影響波長而產生紅移、藍移。這是狹義相對論的基礎。相對論探討的是光速而不是光,就算光被稍微減慢,也不會影響狹義相對論。

我想知道張延到底是那年出生的 還有她的近況

張延香港順利產下一女體重2.89公斤

(2005-07-17 10:19:51)

荊償網消息(楚天金報)7月5日,《粉紅女郎》裡的男人婆張延,在香港順利產下一女,體重2.89公斤,母女平安。據悉,張延和老公張錦程的緣分開始於1995年,兩人當時同時做講述上海風土人情的主持人,後來在工作中漸生情愫。去年,張錦程經過第四次求婚後,終於抱得美人歸。\(聞婷\

參考資料:摘自東湖社區

光速是如何測出來的?

光在真空中速度是每秒三十萬公里,在空氣中是29972458Km/SKm/S,它的速度是如何測量的呢?用光波干涉法測量。可將光波進行分離成單色光易產生干涉。測量出兩個干涉帶的準確長度為0.6米,用儀器測量出每秒產生干涉帶的數量即可計算出來光的速度

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