光速是如何精確測定的?

時間 2021-05-30 19:57:21

1樓:

2023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,第乙個實驗者先開啟燈,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,第乙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.

2023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.2023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,在第乙個山峰上安裝乙個強光源S和乙個正八面稜鏡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乙個山峰上的凹鏡B上,又反射到平面鏡M上,經過M反射後,再由B反射回第乙個山峰.如果八面鏡靜止不動,反射回來的光就射到八面鏡的另乙個面3上,經面3反射後,通過望遠鏡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.

光速是物理學中的乙個基本常數.科學家們一直努力更精確地測定光速.2023年以後,開始利用雷射測量光速.雷射測速法大大提高了測量的精確度.根據2023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.

有什麼方法可以精確測定單向光速嗎?

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地球公轉會不會影響光速的測定

光速時空 光速是標準,是假設,是規定。統一規定 光速 1 1光年 年 c公尺 秒。先有光速標準,再有地球公轉。光速不變標準,是人為規定的,任何物理過程都不可能影響已經規定好的標準。 立於浮華之上 這是乙個非常複雜的問題。簡單講,根據麥克斯韋方程組 我們可以聯立解出電場與磁場的波動方程,進而解出電磁波...

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