光速是怎麼測算出來的?

廬州山人歷紅塵


光速測量在科學史上是一個漫長的過程,丹麥科學家羅默在1675年第一次證明光速是有限的。羅默通過觀測木星的類似“月食”現象,根據大量的數據證實出光速有限,他的測量結果是22.5萬千米/秒,這跟實際光速有點差距。

但羅默的貢獻不是這個而是證實光速的有限。而對於光速測量最成功的是菲索的旋轉齒輪法,菲索是法國的物理學家,他成功設計出一套試驗設備,如下圖所示。

通過旋轉齒輪,當轉速達到一定值光被齒輪遮擋住,再繼續加速光會正好通過齒輪縫隙返回被眼睛看到。只要知道齒輪的轉速、齒輪齒數、眼睛到鏡子的距離這幾個數據就可以計算出光速的準確值了。羅默計算出的光速是31.5萬公里每秒,這已經跟真空中的光速十分接近了。後來隨著麥克斯韋和赫茲在電磁領域的研究,他們發現震盪的電場產生震盪的磁場、振盪的磁場產生震盪的電場,這就是電磁波波的一種,可以通過頻率和波長相乘得出電磁波的速度。最後發現通過計算的速度和之前羅默測量的光速一致,科學家發現光其實就是一種電磁波。光速的數值為29972458米每秒,一般看作30萬公里每秒。



科學黑洞


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信號的傳播距離、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,而如今我們卻可以通過實驗室內的激光和鏡面效應測出。

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,然後被保存在巴黎。

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。


川陀太空問答


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數據,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數據就行,我給你指出錯誤所在。。。。


知天命513652050


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。

我水平有限,小學畢業,希望我的答案能幫到你。


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