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光速是怎麽計算的?

1607年,伽利略第壹次嘗試測量光速:讓兩個實驗者晚上各帶壹盞屏蔽燈,站在相距約1.6km的兩個山頭上。第壹個實驗者先開燈,記錄開燈的時間。第二個實驗者看到來的光後,馬上打開了自己的燈。第壹個實驗者看到第二個實驗者的光後,馬上記下時間。然後根據記錄的時間間隔和兩個峰值之間的距離計算光的傳播速度。雖然這種測量光速的方法原理是正確的,但並不能測量光速。這是因為光速很大,在相距約1.6km的兩座山峰之間來回只需千分之壹秒左右。這麽短的時間,比實驗者的反應時間短得多,即使有再精密的計時儀器。

測量光速,需要用很長的距離,或者用巧妙的方法,精確測量很短的時間間隔。伽利略之後的學者正是沿著這兩個方向來測量光速的。

1676年,丹麥天文學家羅默(1644 ~ 1710)通過天文觀測發現,光以有限的速度傳播。利用羅默觀察到的數據可以計算出光速。這種方法屬於使用大距離的方法。

為了在地面上短距離測量光速,科學家們設計了各種別出心裁的實驗方法,以便精確測量短時間間隔。1849年,法國物理學家費索(1819 ~ 1896)首先在地面上測量了光速。後來,許多科學家采用了更精確的方法來測量光速。下面。

邁克爾遜選擇了兩座山峰,測量了它們之間的距離。在第壹個峰上,安裝了強光源S和正八面體棱鏡A(見下圖)。光源S發出的光穿過狹縫,打在八面體反射鏡A的表面1上,然後被放置在另壹個峰上的凹面鏡B反射,再被平面鏡M反射,再被B反射回第壹個峰。

如果旋轉八面體,當光反射回來時,八面體的面3已經偏離了原來的朝向,被面3反射的光不再進入望遠鏡,使觀察者無法觀察到光源s的圖像,適當調整八面體的旋轉速度,使反射光到達八面體時,八面體剛好旋轉,面2剛好轉到面3原來的位置,面2反射的光進入望遠鏡。又可以看到S的形象了。根據八面體轉1/8所用的時間和兩個峰之間的距離,可以計算出光速在空氣中的速度。經過邁克爾遜修正,得出光在真空中的傳播速度為c = (299796 4) km/s .

光速是物理學中的基本常數。科學家們壹直試圖更精確地測量光速。1970之後,他們開始用激光測量光速。激光測速法大大提高了測量精度。根據第15屆國際計量大會的決議,真空中光速的最可靠值被定義為

c=(299792458 1)米/秒

簡單計算,可取3.0× 108 m/s。

在下面的地址中有八面體鏡像法的圖圖。

參考資料:

/zadmin/manage/details.asp?TopicAbb =設計與工程。FileName = C2 M4 wl 65020 a 01 . htm

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