光和电的速度那么快,科学家是如何计算出来的?

卖柑者曰


理论上说,光和电的速度是等同的,都是30万千米/秒。光的传播速度是光子的移动速度,而电的传播速度就是电场速度(实际上电荷传播速度仅几厘米/秒)。

光速的测算在光学上意义重大又特殊,它打破了光速无限传统的观点,也为粒子说与波动说的争议提供了判定根据,并最终推动了爱因斯坦相对论理论。

科学家是怎么将光速测算出来的?


最先测算光速是意大利科学家伽利略,在1607年就做过实验。他让光传播2英里的时间来测光速,但设备太古老,光速太快,他的光速测算失败了。


1676年,丹麦天文学家罗麦首次得出了有效计算光速的方法。他发现地球处于太阳和木星之间的周期跟地球处于太阳与木星直线之外的周期相差15天,他认为这是光速的原因。他还预言光走过地球公转的轨道要22分钟,并断定在1676年11月9日上午5时25分45秒木卫食将推迟10分钟。后来巴黎天文台的观察有力的证实了他的推测。

十八世纪的科学研究异常沉闷,光学几乎毫无进展,直到十九世纪中期,科学家对光速的测算才有所突破。


1850年,法国物理学家傅科用一个透镜,一个旋转的平面镜和一个凹镜,平行光经过旋转的平面镜汇聚到凹镜的圆心上,同时用平面镜转速算出时间。他用这个方法求出光速是298000km/s。傅科还测算出了光由空气中照进水中的折射率,成了压死光微粒说的最后一根稻草,再次肯定了光的波动说。

1951年,贝奇斯传德利用克尔盒法测定光速是299793km/s。


有了激光技术后,就可以测出激光波长和频率,利用c=λv来求出光速。这个方法在目前为止是最精确的。1975年的国际计量大会,把真空中光速定为:299792458m/s,通常取值c=3×10ʌ8m/s。

电的速度

电的速度是电流,而电流是没有速度的。确切的说是电子移动速度和电场传播速度:电子移动速度很慢,只几厘米/秒,跟导线截面积相关;电场传播速度跟电介质相关,同于光速。


弄潮科学


通过麦克斯韦电磁场方程组可以解出电磁波的传播速度,其速度大小与已知的光速正好一致,由此也证实了电磁波与光波其实就是一回事,只不过频率与波长有显著差别而已。光波是属于频率特别高、波长特别短的电磁波。实验也可以测出光速,方法多种多样,结果在误差范围内一致,也与理论计算值相符。


天高云飘


别问物理的问题了好不好,高考都不考了。多学学语文,吹吹牛逼吧。


天下第二亚军


通用初中物理计算公式


震公常平


光速电子速度可以测量出来。伽利略就曾经设计了测量方法,但当时条件有限 误差非常大。,他还利用木星卫星的运动时差计算过光速。


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