既然至今人類還未實現超光速,那麼光速是怎麼被人類測出來呢?

此間流沙


光和我們的人類生活息息相關,在晚上有了光,我們才能看見,地球因為有了光才因此生機勃勃。光的速度為30萬km/s,一秒鐘可以繞地球7圈,是宇宙最快的速度沒有之一,也正是速度快我們才能所見即所得,這麼快的速度我們的科學家是如何測得的呢?

伽利略的實驗

我們都知道伽利略被稱為“實驗科學之父”,他就是習慣用實驗來證明自己的想法。為了測量光速,他就做了一個這樣的實驗:他讓二個人提著信號燈,分別站在二個山頭上,二山相距1.5km,一人先打開燈,另一個人看見燈光就打卡自己的燈,伽利略以為只要測得這段時間,就能測得光速。顯而易見,速度為距離除以時間,然而想法很美好,現實很骨感。光速太快,距離太短,實驗結果可想而知。

斐索的裝置

上面的就是斐索實驗裝置的大概原理圖,簡單點來說就是,在二個山上放了二個能夠反射光的鏡子,然後利用齒輪代替了鐘錶來計算時間,光先從齒輪的間隙通過,光經過另一個山上的鏡子反回來後,從齒輪的另一個間隙傳回來。這樣只要知道齒輪的轉速和二個間隙的角度,就可以計算光往返的時間。再測量二山的距離,就可以測得光速。斐索測得得光速大概為315000km/s,可以說是很接近現在得光速了。

邁克爾遜

邁克爾遜最出名的應該是他的邁克爾遜干涉儀,他是美國第一個獲得諾貝爾獎的,其實他也測量過光速,他的一生都在研究光,最後也是死在了光速測量中。

其實在他之前,菲佐、傅科都在地面測過光速,他改進了旋鏡裝置,他用正八角鋼質稜鏡代替傅科實驗中的旋轉鏡,最後他測第的光速為其值為(299796±4)km/s。他是最接近光速的人。


格物致知科學


大家都知道:光的傳播速度非常快,一秒鐘就能走30萬公里,可以繞地球七圈半。這麼快的速度,人類是如何測量的呢?


在古希臘時代,對於光速到底是什麼,人們並不是很清楚,因此一些科學家——比如亞里士多德等人,就認為光速是無限大的。甚至有人認為:光是從眼睛中發射出來的,我們一睜眼睛就能看到遙遠的星星,所以光速一定是無限大的。


伽利略

文藝復興之後,近代科學的先驅伽利略在1638年做了第一個測量光速的實驗。

伽利略和他的助手站在兩個相隔較遠的山頭上,每個人手裡有一盞燈。伽利略首先遮住燈,當助手看到伽利略遮住燈之後立刻遮住自己的燈。伽利略測量從遮住燈到看到助手遮住燈相差的時間,這段時間內光剛好在兩人之間傳播了一個來回,這樣就可以測出光速了。


顯然,因為光速如此之快,以至於這個實驗根本不可能測量出光速,因為如果不計兩人的反應時間和遮住燈的時間,光傳播這段距離的時間只需要幾微秒,在當時的設備條件下根本測不出來。伽利略也承認,通過這個實驗他沒有測出光速,也沒有判斷出光速是有限的還是無限的結論。不過,伽利略說:“即便光速是有限的,也一定快到不可思議。”


羅默

真正意義上的光速測量是從丹麥天文學家奧勒·羅默開始的。

1610年,伽利略利用自己改進的望遠鏡發現了木星的四顆衛星,其中木衛一最靠近木星,每42.5小時旋轉一圈。而且,木衛一的軌道平面非常接近木星繞太陽公轉的軌道,所以,有時候木衛一會轉到木星背面,太陽的光無法照射到木衛一,地球上的人就看不到這顆衛星了,稱為木衛一蝕。


我們來看一個示意圖,地球在繞著太陽A在圓軌道FGLK上逆時針運動,木衛一繞著木星B也在逆時針運動。在木星背後CD之間是木星的陰影區,如果木衛一進入這部分陰影,太陽光照射不到木衛一,人們就無法看到它的。也就是說,當木衛一到達C點時就會消失,稱為“消蹤”,如果木衛一從陰影出來,就能夠被人觀察到,也就是木衛一到達D點時就會出現,稱為“現蹤”。羅默就是利用這個現象測量光速的。


首先,我們研究地球靠近木星的時候發生的消蹤和現蹤現象。

當木衛一到達C點時進入陰影,這個現象的光需要傳播一段距離才能到達地球。假設光從C傳播到地球時地球位於F點,那麼人們觀察到消蹤現象就比木衛一進入陰影時間晚了一些,這段時間等於CF長度與光速之比。


當木衛一到達D點時走出陰影,重新反射太陽光。這個現象也需要一段時間才能到達地球。由於地球在運動,當這束光到達地球時假設地球位於G點,那麼,人們觀察到現蹤現象也比木衛一走出陰影時間晚了一些,這段時間等於DG長度與光速之比。


但是,由於CF比DG長,所以消蹤時間延遲比現蹤時間延遲多,即晚發現消蹤,早發現現蹤。消蹤與現蹤的時間間隔比木衛一在陰影中的時間要短。我們可以用一個線段圖表示這個關係。

同樣,我們可以討論地球遠離木星時的消蹤和現蹤現象。

如果地球到達L發現木星消蹤,到達K發現木星現蹤,由於地球在遠離木星,所以LC的長度小於KG的長度,早發現消蹤,晚發現現蹤,人們觀察到消蹤和現蹤的時間間隔就會比木衛一實際在木星陰影中的時間長。

1671年到1673年,羅默多次進行了觀測,並且得出在地球遠離木星時消蹤現蹤時間差比靠近時長了7分鐘,並得出了光的速度在十的八次方米每秒的量級。


牛頓和惠更斯這兩位科學巨匠雖然在光到底是粒子還是波的問題上爭執不休,但是在光速測量上都支持了羅默的方法。牛頓還測量了光從太陽發射到地球需要八分鐘的時間,也就是說:我們看到的太陽是八分鐘以前的太陽。太陽如果某個時刻熄滅了,我們也只能在八分鐘之後才知道。


邁克耳孫

200年之後,第一個把光速測量精度大幅提高的人是美國物理學家邁克耳孫。

在1877到1879年,邁克耳孫改進了傅科發明的旋轉鏡,示意圖如下:

邁克耳孫在相隔較遠的兩處分別放置八面鏡M1和反射裝置M2M3,讓一束光從八面鏡中的某個面反射,經過反射後通過M2和M3反射回八面鏡,並從另一個面反射後進入觀察目鏡。只有在如圖所示的位置時,觀察目鏡處才會有光。如果八面鏡轉動一點,經過界面1反射的光就無法照射到M2,觀察目鏡上就看不到光了。


如果讓八面鏡旋轉起來,並且角速度逐漸增大,會發現在某個時刻又可以從觀察目鏡中看到光了。這是因為當某時刻界面1剛好傾斜45度角時,光線經過界面1反射到達M2,再返回八面鏡時,八面鏡剛好轉動一格(八分之一週期),於是界面2剛好跑到圖中3的位置,將光線反射進入觀察目鏡。由於視覺暫留現象,觀察目鏡中一直可以看到光。


假設左右兩套裝置相距為L,當八面鏡轉動週期為T時可以從觀察鏡中看到光,由於L遠遠大於其它部分的長度,所以光從界面1反射到左側,再回到右側八面鏡走過的距離為S=2L

根據剛才的分析,光來回運動一次,八面鏡剛好走過1格,時間

t=T/8

因此光的速度為

v=S/t=(2L)/(T/8)=16L/T

根據這個原理,邁克耳孫得到了光的速度為299853±60 km/s,與我們今天測量的更加精確的值非常接近。

現在,人們使用更加精確的方法得到光在真空中的速度為299792458m/s,並且利用光速來定義“米”的概念。1米就等於光在真空中傳播299792458分之一秒內傳播的距離。


如果距離非常大,人們就使用光年的概念:1光年等於光在一年中走過的距離,大約十的十六次方米。我們能看到幾百萬光年之外的恆星,那是因為那些恆星早在幾百萬年前就開始發光了,直到今天它們發的光才到達地球。換句話說,我們看到的是它們幾百萬年前的樣子,今天它還存在不存在,還是個未知數呢!


李永樂老師


人類歷史上測量光速的方法有很多種,在初中及高中課本上都有提及,但都沒有詳細的講解,最多隻是知道實驗的大概名字而已,今天小編就把測量精度最高的“旋轉稜鏡”法配上自己做的小動畫來詳細講解一下

旋轉稜鏡法的原理

如上圖所畫的那樣,稜鏡在不轉動時,只要有八稜鏡的某一面恰好與入射光線成45度角時,光線能被反射到遠方的反射裝置上,從而反射回來的光線經過3號面反射進觀察者的眼睛,觀察者就可以觀察到光源清晰的像,(這個原理和潛望鏡差不多);

當稜鏡以較小的轉速轉動時,光線到達1號鏡面時與鏡面的夾角不再是45度,其反射光線無法進入觀察者的眼睛,觀察者觀察不到光源的像,就如下面的動畫所示

隨著稜鏡轉速的不斷提高,當光線反射回稜鏡時,稜鏡恰巧轉過1/8轉,即2號面轉至3號面所在位置,則光線又可以進入觀察者眼睛,從而重新看到光源的像;

所以,我們應該在稜鏡不轉動的情況下,調節稜鏡和反射裝置,使得觀察者可以看到光源的像,隨後緩慢提高稜鏡的轉速,直到第一次看到光源清晰的像,這時說明已經達到了目標轉速(因為當轉速達到目標轉速的整數倍時都可以看到清晰的像,所以取第一次觀察到);

理論上看到的是不斷閃爍的像,但由於人眼的視覺暫留效應,使得我們看到的像是靜止持續的

計算方法

這個實驗我們只需要得到反射裝置到稜鏡的距離L,目標轉速n,由於光在距離L上來回一次的時間稜鏡剛好轉過八分之一,所以有:

2L/c=(1/8)*(1/n)

即:c=16nL

從而得出光的速度

希望這次的解答對您有所幫助,謝謝


漫畫講科學


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。


深空電報


在很早的時候,科學家們就已經得知,光速非常快,但確實不知道有多快。

伽利略是第一個嘗試測量光速的科學家。他和助手,每人持一盞燈,站在相距一公理左右的兩個山頭上。伽利略先遮住手中的燈,助手看到伽利略遮住燈後也遮住手中的燈,然後伽利略就會看到助手的燈滅掉。一來一回,就是光走兩趟的時間,用兩地距離除以這個時間,就能得到速度。但是理想很豐滿,現實很骨感,伽利略發現光速比他想象中的還要大得多,這個方法根本測不出。

後來,科學家傅科和菲索一同發明了齒輪法,來測量光速。如上圖所示,只有在齒輪轉速恰好合適的時候,射出的光和返回的光才能同時通過齒輪的間隙。這樣,根據在觀察側看到返回光點時,齒輪的轉速,就能計算出光速了。光速不易測,但齒輪的轉速是容易測得的。這樣一來,就把難測的物理量轉換成了容易測的,事情也就簡單了很多。傅科和菲索進行了超過28次觀測,最終得出了312000公里每秒的光速結果。這已經和現在公認的值很接近了。

之後,極高精度的光速測量則來自邁克爾孫。他設計了一個以旋轉的八面鏡為核心的測量系統,只有當八面鏡的轉速為特定值的時候,光才能順利通過光路,到達觀測者的眼睛。又是把光速轉化為轉速,這次他得到了299853千米每秒的精確結果。

當然,現代,激光的廣泛使用和干涉儀的發明,使得光速測量簡單了很多。用最基本的公式,光速 = 波長* 頻率,就可以計算出非常精確的光速。


在之後,光速就成為了標尺,用來定義“米”這個長度單位,光速的值也被固定在了299792458m/s


IvanZhu


首先,運動速度的大小是相對的,不是絕對的!因此,就算光速也不應該是絕對的,也應該是相對的。如:在玻璃中傳遞的光速約為20萬千米/秒,當玻璃運動時,則光的運動速度就應該與玻璃的運動速度相疊加;又如:在地表大氣層內的光速約為真空中的99.98%,如果以每秒85千米以上的速度朝大氣層內的光源運動時,測量到的光速就會高於真空中的光速!只是目前人類還沒有能力達到如此高的速度而已。但在真空中,以一定速度朝光源運動時,就會得到高於相對光源靜止時的光速!也就是說:實現超光速並非不可能!

其次,目前大多人都接受愛因斯坦的觀點,認為光速恆定且不可超越的原因是:光速本身的確十分快,以至於目前科技水平仍難以準確地區分不同光源產生的光的速度到底是否存在差異。然而,實際上,光速不可能恆定。因為運動是相對的,即使是在真空中, 在相對光源靜止的參照系中,光相對光源速度恆定。但在相對光源運動的參照系中,光速就不可能恆定!目前實際觀測結果表明:朝光源運動時,光的頻率會升高(藍移);而遠離光源運動時,光的頻率會降低(紅移),而速度=頻率*波長。因此,當在相對光源運動的參照系中的、位於光源前和後方兩個不同位置同時測量光速時,則因該參照系中的波長必須為定值(無論是長於或短於相對光源靜止的參照系的波長),也就是位於光源前後兩個觀測點上測量到的波長應該相等,但頻率不相等。因此,兩處測量到的光速就不可能相等!就算按相對論對時間和尺規進行相應的轉換,最多隻能保證其中一處的光速等於相對光源靜止參照系中的光速,而另一處是不可能與其相等的!

再者,如果考察兩組光束在大氣層內的相對運動速度的話,就會更加好理解光速不可能恆定了:一組是兩束相差1秒同向運動的光束,其間距始終為約30萬公里,不會隨時間變化!因此,無論在哪個參照系中來計算其相對運動速度均應該為0!另一組是兩束同時朝相反方向運動的光束,其間距隨時間的變化規律為2倍大氣層內的光速。就算我們將隨大氣層內光速運動的參照系中的時間和尺規改變,以保證其相對運動速度為一倍大氣層內的光速來滿足光速不變假設。但同時會導致光源相對光束的速度小於光速。因為光源與另一個方向的光束間的距離也在隨時間變化,並不在同一空間位置上。因此,若另一束光為光速,則光源就會是光速的一半!

綜上所述,光速不可能是恆定的,也不是不能被超越的!

有興趣瞭解詳細過程的朋友可參閱本人的以下文章


彭曉韜


在漫長的歷史中,人類曾一度認為光的傳播是不需要任何時間的。在那個科學不發達的時代有這種理論也不足為奇,因為人們總是看到點上燈後整個屋子瞬間亮起來,太陽昇起時地面上也是同時撒上了金光,沒有人見到過太陽光慢慢照亮一片區域。

人們之所以感受不到光的傳播速度,是因為光速實在太快了,如今眾所周知光的傳播速度達到驚人的30萬千米/秒。

你可能比較好奇,這麼快的速度是怎麼測量出來的呢?


光速的測量研究是一個漫長的過程,第一個對光不需要傳播速度提出質疑的是伽利略。他從哲學的角度思考,他認為物質從一個地方到達另一個地方而不需要時間是不可能的。大自然裡既然有空間這個概念,就不應該有無視空間的東西。所以他認為光速雖然很快,但卻是可以測定的。1607年,伽利略進行了最早的光速測量實驗。 伽利略的方法是,讓兩個人分別站在相距1.6km的兩座山上,每個人拿一個遮蔽著的燈。第一個人先舉起燈,同時記下時間。當第二個人看到第一個人的燈時立即舉起自己的燈,也記下時間。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1.6km裡的時間。為了減小誤差,伽利略反反覆覆舉燈,但當時的他不知道光的傳播速度實在是太快了,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。 惠更斯根據羅麥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。雖然這個數值與正確答案相差甚遠,但這個錯不在於方法的錯誤,而是來自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。很接近實驗室裡的精確數據了。



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。通過這種方法,菲索測得的光速是315000千米/秒。由於齒輪有一定的寬度,用這種方法很難精確的測出光速。


光波是電磁波譜中的一小部分,當代人們對電磁波譜中的每一種電磁波都進行了精密的測量。1950年,艾森提出了用空腔共振法來測量光速。這種方法的原理是,微波通過空腔時當它的頻率為某一值時發生共振。根據空腔的長度可以求出共振腔的波長,在把共振腔的波長換算成光在真空中的波長,由波長和頻率可計算出光速。當代計算出的最精確的光速都是通過波長和頻率求得的。1958年,弗魯姆求出光速的精確值:299792.5±0.1千米/秒。1972年,埃文森測得了目前真空中光速的最佳數值:299792457.4±0.1米/秒。

人類在測量光速上共經歷了三百多年,但在這期間每一點進步都促進了幾何光學和物理光學的發展。科學探索的歷程是多麼的漫長艱難,科學不是某個人的憑空想象,而是幾代人經過不懈努力得來的結果。
我是爸爸愛科學,喜歡跟孩子們聊科學,專注青少年科普,歡迎關注加粉!感謝關注我的朋友!若您有什麼感興趣的話題希望我寫主題短文,可私信給我,歡迎留言互動!


韓曉勇老師


人類測量光速就是個笑話,更不用提怎麼測量的了。



為什麼這麼說?因為人目前還不知道,宇宙空間中是由無數個時間場控制的,每個星球有自己的世界,每個粒子有自己的時間,每個空間也有自己時間,同一空間,不同區域也有自己的時間。

不同的時間錯綜複雜,又有其規律,就像鐘錶裡面那個大齒輪套小齒輪一樣,這只是個比喻,實際更復雜的不知道多少倍。那麼光在經過不同的區域和時空的時候,它的速度是變的,是忽快忽慢的。


因為時間場在掌控裡面的一切事物的速度,不同的時間長快慢不一樣,差異極大。所以你根本就沒辦法測量光速,而且人類以光年來作為天文距離單位,更是可笑的無稽之談,光跑一年的距離也是看環境的,這個概念也不過是在無知基礎上延伸出來的荒謬。

宇宙的真實情況就是這樣,人類以為正確的很多定理,定律,從它的根基就是錯的。再說一個大家還想象不到的,人們天天掛在口頭上的時間,其實是神的一種。

真正從高層次講透宇宙,歷史的各種真正揭……秘:a , tianji , cool


化身雷霆


1676年,丹麥天文學家羅麥第一次預測了光速。他在觀測木星的衛星隱食週期時發現,在一年的不同時期,它們的週期有所不同。當地球處於太陽和木星之間時,它的週期與太陽處於地球和木星之間的週期,相差14天。他認為這種現象是由於光是具有速度造成的,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,11月9日上午12:05:45發生的“木衛食”時間將推遲十分鐘,巴黎天文臺的科學家們懷著將信將疑的態度,但是最終觀測結果證實了羅麥的預言。羅麥預言了光速,但是沒有得出光速的具體值。

木星

由於測量技術的原因,對光速的測量遲遲沒有推進,直到兩個多世紀以後。30歲的法國物理學家斐索對伽利略測光速的實驗進行了仔細的分析研究。他發現實驗失敗的原因是由於人對信號的反饋時間過長,誤差過大。於是他對實驗進行了改進,用一面鏡子代替人。

由於光一照射到鏡面上,便會立即被鏡面反射,這樣一來一條光線從發射到返回就是一次連續的運動,所以只要準確的測量光從發射到返回的時間差,就可以準確的計算出光速了。

斐索

於是斐索改進了伽利略的實驗,在另一座山頭放了一面鏡子,並用一隻旋轉的齒輪代替鐘錶計時,將兩山之間的距離選成了兩個相距7千米的山頭。實驗開始後,斐索首先讓光通過齒輪的兩個齒之間,照到另一個山頭的鏡子上,然後光線經過另一個山頭的鏡子的反射,又從齒輪的另外兩個齒之間傳回來,這樣只要計算出齒輪旋轉的速度,就可以計算出光往返所需的時間差,然後就能得出光速了。斐索的試驗結果得出光的速度為每秒315000千米,為了紀念斐索這一偉大貢獻,人們稱讚他為‘’第一個捕捉到光的人‘’。

在斐索之後,到了19世紀,人們對光速的探索獲得了更準確的結果。美國物理學家邁克爾遜,諾貝爾獎得主,他在光速的測量上作出了重大貢獻。邁克遜於1873年畢業於美國海軍軍官學校,因為學習成績優異,被留校工作。此時邁克遜對光速的測定非常感興趣,1879年麥克遜得到岳父大人2000美元的資助,他用這筆錢對斐索的旋轉裝置進行了改進,恰巧當時美國的航海曆書局局長紐科姆對這項工作也十分感興趣,於是兩人開始攜手合作。更幸運的是這項工作還得到了政府的援助。在此後的整整50年時間裡,邁克爾遜和紐科姆對實驗結果不斷的進行改進和重複測量,終於確定光速為299764±4千米每秒。不幸的是麥克遜在一次光速的測量中不幸腦中風而亡,但是他對光速的測量,為人類做出了巨大的貢獻。

邁克爾遜

二十世紀60年代,隨著激光器的問世,人類對光速的測量精度更進一步。1972年,美國國家標準技術研究所的科學家們利用激光干涉法,測得光速為 299792456±1.1米/秒。

光速的準備測量為人類提供了一個基準尺度,對於人類航空航天和宇宙探具有重大意義。

對於相對論和光速,

對於為什麼米的定義:1/299792458秒光的傳播距離而不直接定義為1/300000000秒光的傳播距離


創業失敗日記


我們知道,光速是宇宙物質世界中最快的速度,沒有任何物質或粒子能超過的速度,在1983年國際上已確定為“2.99792458×10⁸米/秒”。


光速這麼快,科學家是怎麼測得?

一、1607年,伽利略最早提出了測量光速,他讓兩個人各拿一盞燈分別站在相距較遠的山頭上。當其中一個A打開的燈光到達另一個實驗者B時,B立即打開燈光,A就記下從打開燈到看到B燈光的時間。伽利略設定的公式是:c=2s/t(c是光速,s是距離,t是時間)。但伽利略這方法誤差太大,後來沒有成功。

二、光速得到突破的測量方法是1849年斐索的旋轉齒輪法。他用齒輪定期遮擋光線的方法自動記錄光速。如圖所示:


從光源s發出廣經過聚透鏡折射到半鍍銀鏡子上,然後廣再次返回,如果來回的時間與齒輪旋轉一齒的時間相等,那觀察者就能頭過半透明鏡看到光,齒輪旋轉太快或太慢都看不到光。這個齒輪有720個齒,12.67次/秒,光第一次被遮擋的時間光的路程有8633米。他首次測得光速c=2×8633×18244=3.153×10⁸m/s。

1862年,萊昂.傅科在斐索的旋轉齒輪法基礎上改進為旋轉鏡法測量到光在空氣中的速度是c=(2.99910±0.0005)×10⁸m/s。


阿爾伯特.邁克爾孫在1926年綜合了旋轉齒輪法和旋轉鏡法,改良為旋轉稜鏡法,推算光在真空中速度時,應該用空氣群速折射率而非空氣相速折射率。後來他測得光速為c=(2.99798±0.00004)×10⁸米/秒。

隨著科技的飛速發展,測量光速也更精確,終於在1983年的國際計量大會上決定光在真空中的速度c=299792458m/s。


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