光速是怎么算出来的

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光速定义值:c=m/s=.km/s;光速计算值:c=(.50±0.10)km/s(一般取km/s)人类为了测量光速经历了艰难的历程。

光速跑得实在是太快了,它绕地球赤道跑一圈的时间还不到1/7秒。所以大多数古代学者,包括原则上不承认瞬时作用原理的亚里士多德在内,都认为光速是无限大的。近代的开普勒和笛卡尔也持这种看法。

年,伽利略在《关于力学和位置运动两门新科学的对话和数学证明》一书中指出:光速是有限的,而且还提出,“具有熟练技巧”的两个观测者,如果迅速地打开手灯,就有可能测出光的速度。伽利略不但预见到光速有限,也提出了测量光速的任务,开始了人类光速测量光速的艰难历程。

伽利略测光速没有结果

伽利略根据自己的设想,进行了人类第一次对光速大小的测定。然而光线传播的速度太快了,伽利略在地面上测光速的这第一次实验不可能测出光速。不仅伽利略没有成功,在19世纪以前,没有一个人在地面上成功地测量了光速的。

罗默用天文方法测光速

年,丹麦天文学家罗默(O.Roemer)对木星各卫星的运行周期进行了测量。几个月后,当他再次测量时发现,两次测量的结果不同。罗默能得出的惟一的逻辑结论,就是木卫蚀所推迟的时间正好相当于来自木星卫星上的光穿过地球轨道直径这段额外距离所用的时间。罗默算出的光速值就只有27.6万千米/秒了,与现代光速值相比明显偏小。但是,作为对光速的第一次成功的测量,罗默的方法被载入了史册。

布雷德利的望远镜法

年,英国的布雷德利(JamesBradley)于也对光速进行了测量。他采用的也是天文方法,不过与罗默的天文方法不同。他利用天龙座的天棓四星发现,在相应的6个月的时间内,它的方向角改变了40秒,约为直角的1/。这表明,相对于垂直方向的倾斜角应约为20秒。利用这种方法布雷德利求出的光速值为31.29万千米/秒。

斐索的地面测量法

年,斐索(Fizeau)利用非天文方法首次测出了光速。他所采用的正是伽利略在测光速尝试中所没有做的方法,这就是光束通过地球上相对较短的距离时,对所需的较小的时间间隔进行精确测量。得到光速值为千米/秒。这个结果比光速值约高出5%,但若考虑到他所使用的仪器的限制,这一结果已是相当精确的了。

迈克尔逊的精确测量

年,麦克斯韦(J.C.Maxwell)推导出电磁效应传播时所遵循的波动方程,传播速度为两个可测量的常数的乘积,这与年科尔劳施(F.Kohlrausch)得到的值及韦伯(W.Weber)求出的电信号在导线中传播的速度值相符合,并促使迈克尔逊(Michelson)于年进行了有决定意义的实验测量。迈克尔逊在实验的所有方面都煞费苦心,其实验结果精确到了1%以下。通过这次测量和迈克尔逊以后的多次实验,人们知道,光速约为千米/秒。



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