人类是怎么测量光速的

 2025-02-14 13:15:01  阅读 258  评论 0

摘要:用测量激光频率和真空中光的波长的方法测量光速。光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度,真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。随着现代科学的发现和探索,人们了解到充斥在世界每个角落的光只是电磁波中一个很小的波段,现在把这个很小的波段叫可见

用测量激光频率和真空中光的波长的方法测量光速。

光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度,真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。

随着现代科学的发现和探索,人们了解到充斥在世界每个角落的光只是电磁波中一个很小的波段,现在把这个很小的波段叫可见光。

人类是怎么测量光速的

而电磁波还包含着无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线等波段的不可见光。这些可见光和不可见光都具有电磁波的特点,波长与频率、速度有着相关性。

这些电磁波在真空中的速度都是一样的,光速与波长频率乘积相等,即:c=fλ。因此只要知道了波长和频率,就能够计算出光速。

光速会变吗?

光速是有限的,根据伽利略的相对性原理,速度都是相对的,以不同的参考物测出的速度是不同的,并且速度是可以叠加的。

那么,在地面上用手电筒射出的光线和在高铁上用手电筒射出的光线速度还是一样的吗。

这个问题困扰了科学家们很久,直到麦克斯韦方程组的出现以及“光速是不变的”这个结论的得出,也就是光速不变原理,即光速相对于任何观察者来说,都是不变的。

第一个尝试测量光速的,也是伽利略。他和他的助手在夜间相隔数公里远面对面地站着,每人拿一盏灯,灯有开关(注意当时还没有电的知识,更没有电灯。)当伽利略在某个时刻打开灯,一束光向助手方向射去,助手看到灯后马上打开自己的灯。伽利略试图测出从他开灯到他看到助手开灯之间的时差,从而算出光速。但这个实验失败了,因为光传播速度太快,现在知道,要想通过这种方法测出光速,必须能测出10-5秒的时差,这在当时是完全不可能的。

第一个比较正确的光速值,是用天体测量得到的。1675年,丹麦天文学家罗麦注意到,木卫消失在木星阴影里的时间间隔逐次不同,它随着各次卫星掩蚀时,木星和地球之间距离的不同而变长或变短。他认识到这是由于在长短不同的路程上,光线传播需要不同时间。根据这种想法,罗麦推算出c=2×108米/秒。

直到1849年,地面实验中才有较好的光速测量。当时,法国物理学家斐索利用高速齿轮进行这项工作。1862年,傅科成功地发展了另一种测定光速的方法,他用一个高速转镜来测量微小的时间间隔。下图是经过改进后的实验装置示意图。转镜是一个正八面的钢质棱镜,从光源S发出的光射到转镜面R上,经R反射后又射到35公里以外的一块反射镜C上,光线再经反射后回到转镜。所用时间是t=2D/c。在t时间中转镜转过一个角度。实验时,逐渐加快转镜转速,当转速达到528转/秒时,在t时间里正好转过1/8圈。返回的光恰恰在棱镜的下一个面上,通过半透镜M可以从望远镜里看到返回光线所成的像。用这种方法得到c=299,796±4公里/秒。

近代测量光速的方法,是先准确地测量一束光的频率v和波长λ,然后再用c=vλ来计算。1973年以来,采用以下的光速值

c=299,792,458±1.2米/秒。

版权声明:我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章【人类是怎么测量光速的】因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理! 部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!;

原文链接:https://www.yxiso.com/zhishi/1421290.html

发表评论:

关于我们
院校搜的目标不仅是为用户提供数据和信息,更是成为每一位学子梦想实现的桥梁。我们相信,通过准确的信息与专业的指导,每一位学子都能找到属于自己的教育之路,迈向成功的未来。助力每一个梦想,实现更美好的未来!
联系方式
电话:
地址:广东省中山市
Email:beimuxi@protonmail.com

Copyright © 2022 院校搜 Inc. 保留所有权利。 Powered by BEIMUCMS 3.0.3

页面耗时0.0349秒, 内存占用1.98 MB, 访问数据库22次

陕ICP备14005772号-15