科學家最初是如何測出光速的具體數值的?

時間 2021-05-06 05:12:39

1樓:

最早是是以天文觀測為依據測量光速的代表人物為羅伊默和布拉德雷。

2023年法國物理學家索菲利用齒輪轉動的方法,第一次在實驗室中測定了光速,但是數值不準確。

2023年法國二u理學家傅課改進了索菲的方法,使用旋轉鏡方法準確測定光速,並且發現密介質中光的傳播速度較小。

別問我怎麼知道的,剛好看到《科學的歷程》P329介紹光學的部分。。

2樓:勝勳

物理教科書上講過這個。

2023年,旋轉齒輪法,德國物理學家菲索

齒輪N快速旋轉

光從S射出,經過齒輪的齒間縫隙,射向遠處鏡子M再經過鏡子M的反射,經過齒輪的下乙個齒間縫隙,被人觀察總距離 = 兩處間距離的2倍

總時間 = 齒輪旋轉乙個齒間縫隙所需時間

光速 = 總距離 / 總時間

結果,c=315300 km/s

誤差只有5.1%,很有意義

2023年,旋轉鏡法,法國物理學家傅科

右邊8面鏡子在高速旋轉

光從S射出,經過8面鏡的反射,射到遠處的鏡子B再經過3次反射回到8面鏡,8面鏡剛好旋轉1/8圈,人在C處看總距離 = 兩處間距離的2倍

總時間 = 8面鏡旋轉 1/8圈所需時間

光速 = 總距離 / 總時間

結果,c=298000 km/s

誤差不到1%,意義巨大

3樓:拉普拉斯喵

最早對光速的粗略估計是天文上用的木星的衛星的公轉。 當時已知木星和地球的軌道,但是地球和木星的距離不同時木星衛星從被木星遮住到出來時間不一樣。 天文學家依此估算了光速,當然誤差很大

4樓:江頭誰家

最早的光速是逐漸精確的測量出來的,前面有幾個回答已經介紹過了。

當人們對光速的測量已經達到了很高的精確度之後,物理學家發現,對「公尺」這個單位到底應該有多長,反而感覺不夠精確了。很容易理解,如果「一公尺」所代表的長度越長,則光速的數值就應該越小。那麼如果一公尺的定義不夠精確,光速測得再精確也沒有意義了。

那麼公尺這個單位是怎麼定義的呢?

最早的尺寸的單位都是按照人的身體部件來定義的。比如英呎(feet)就是乙個成年人的腳長。後來用得多了,自然要找乙個大家公認的標準。

最公認的東西就是地球。1公尺一開始就是定義為通過巴黎的四分之一子午線(就是北極點到赤道)的一千萬分之一。

後來發現這個方法不夠實用。後來人們就製作了國際公尺原器存放在檔案館裡。需要矯正其他的尺,就跟它比一比。

當然這還是不夠方便,而且時間長了也難免磨損啊。後來隨著物理測量技術的發展,大家就覺得應該用不會磨損的尺--物理規律--來定義物理單位。

然後這時候選的是一種原子的超精細能級的一條譜線的多少倍來定義。但是這還是有侷限,主要是容易受到外界磁場啊什麼的影響。後來經過狹義相對論的普及,大家都認可真空中的光速是「最硬的東西」了,而且也不會因為光的顏色啊偏振啊什麼的而改變,就連參照系的改變也不會改變光速。

即使將來宇宙飛船飛到另乙個星系,也可以保證得到和地球上一模一樣精確的1公尺。

所以大家就決定,從此以後把光速定義為***公尺/秒。這個數字沒有後面的加減號,因為它是定義值,不是測量值。實際上,它是定義了1公尺等於光在真空中前進1秒的距離的1/299792458。

那這裡還是把另外乙個單位帶進來了,那就是1秒到底是多長?當然,這就是另外乙個故事了。

5樓:kevin chen

科學家拿一手電筒,再掐著秒錶

按下手電筒電門的同時也按下秒錶

10公尺遠的地方豎了一面鏡子

等科學家看見鏡子裡的反光了再按一下秒錶

最後拿筆刷刷一算

用20公尺除以兩次按秒錶的時間差

再調整一下可能存在的誤差

就得出了光速等於每秒299792458公尺

天哪,居然被舉報,我也是醉了

看不出這就是模仿郭德綱娛樂一下的嘛

誰還會把這當真啊

6樓:全力的一度狐

人類測量光速的歷史是個非常精彩的故事,乙個個先驅們用天才的構思和巧妙的設計努力突破時代的侷限一點點向真理攀登。有的把太陽和地球化為測量儀器,用巨大的尺度去征服高速。有的使用精巧的光學設計,用精細的結構去解析高速。

這其中伴隨著人類在對光到底是什麼這一根本問題上的認識不斷加深,最終見證了狹義相對論和量子力學兩個物理學根基的奠定。光速的數值測量已經由麥克斯韋和愛因斯坦畫上了句號,光速是宇宙的基本常數,它本身就是時間和空間的尺子,並不能真正被測量。然而對光的認識,對光速本身的認識,對起背後更深刻問題的思考今天仍然沒有畫上句號。

已經有很多人深入淺出得講述了這個故事,我覺得自己不會比他們寫得好,但強烈推薦題主去搜尋一下。

7樓:

現在光速是乙個定義值,其他長度單位都是通過光速定義的,光速是物理基本常數,例如公尺的定義是1/299792458秒的時間間隔內光在真空中行程的長度。先有光速,才有其他長度。現在的光速是通過甲烷譜線的真空波長和頻率算出來的。

再根據光速的精確值定義了公尺。(一開始公尺的定義都不精確,測出來的光速也不精確,現在把光速作為基本單位,根據光速又定義了公尺。光速已經沒有再測量的必要了,因為光速是欽定的,就是那麼多。)

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