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光速的测量方法

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发表于 2018-2-2 19:29:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

意大利科学家伽利略是第一个想出测量光速的方法的人。1607年,他做了下面这个实验:他先让两个手各提一盏有盖的信号灯的人分别站在相距1.5公里的两个山头上。接
下来,让第一个人先打开灯盖,对方一看到灯光就立即打开灯盖,用光将信号传出来。伽利略本来想测出这段时间,便可以计算出光速了,可是两个人的动作衔接时间太长。因此测量时间不准确,再加上光速又太快,所以这一实验还是以失败而告终了。

250年后,刚满30岁的法国物理学家斐索对伽利略测光速的实验作了仔细研究,终于找到了这个实验失败的原因。大家对镜子的反光现象一定都很熟悉吧!光一照射到镜面上便会立即反射,因此一条光线从反射到返回就是连续的。斐索从这一现象中得到启发,认为只要可以准确地测量出光发射和返回接收到的时间差,就可以将光速准确地计算出来。

斐索对实验装置又作了改进。他用一面镜子代替第二个人,又用一只旋转的齿轮代替钟表计时。斐索选择了两个相距7公里的山头,将旋转的齿轮和一面镜子分别放在上
面。实验开始后,斐索首先让光通过齿轮的两个齿之间,照到另一个山头的镜子上,光线经过镜子反射后,又从齿轮的另外两个齿之间传回来。这样便可以根据齿轮旋转的速度,计算出光往返所用的时间。斐索的实验结果是:光的速度为每秒钟315000千米。

历史上测量光速结果最精确的人是美国物理雪家麦克尔逊。1873年,毕业于美国军军官学校的麦克尔逊因为学习成绩优异而留校工作。由于理论研究和航海方面的实际需要,麦克尔逊对测定光速非常感兴趣。当时美国的航海历史局局长纽科姆对这项工作也很感兴趣,于是两人开始合作并得到了政府的帮助,进一步改进了光速测量装置。麦克尔逊和纽科姆整整用了50年的时间,不断地进行改进和重复测量。不幸的是,在一次光速测量中,麦克尔逊突发中风并因此而去世,享年79岁。他的测量结果是:光速为299764千米/秒。这个结果是目前为止最精确的。

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