光速测定发展历史资料

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光速测量

光速测量

光速测量地面测量法直到1849年,法国物理学家斐索(Fizeau,1819-1896)才利用非天文方法在地面上第一次成功地测量了光速,斐索的仪器是非常精巧的。

斐索的方法被称为“旋转齿轮”法,它的核心是一个快速旋转的并可调整转速的齿轮,利用这个齿轮我们可以精确地测量时间。

由于当时电灯尚未发明,斐索使用的光源其实是蜡烛,它发出的光波射到8公里远的镜子上并返回。

假设齿轮不转动,那么蜡烛发出的光将从相邻两个齿之间穿过,然后又回来射到观察者的眼睛里。

斐索的方法被称为“旋转齿轮”法,它的核心是一个快速旋转的并可调整转速的齿轮,利用这个齿轮我们可以精确地测量时间。

由于当时电灯尚未发明,斐索使用的光源其实是蜡烛,它发出的光波射到8公里远的镜子上并返回。

假设齿轮不转动,那么蜡烛发出的光将从相邻两个齿之间穿过,然后又回来射到观察者的眼睛里。

现在假设齿轮开始转动,但转速较慢,当光被镜子反射回来的时候正好被相邻的齿挡住,因此没有光射到观察者的眼睛里。

如果加快齿轮的转速,使光被反射回来的时候恰好转过一个齿轮,那么光又可以射到观察者的眼睛里。

于是斐索知道当齿轮恰好转过一个齿的时间,就对应的是光传播16公里所需要的时间。

斐索得到的光速是313111公里/秒,考虑到他所利用仪器的局限,这个结果已经相当精确了。

1850年法国物理学家傅科(Foucault,1819-1868)利用旋转镜法首次实现了在实验室里对光速的测定。

傅科使用快速旋转的镜片替代了斐索的齿轮,快速旋转的镜片会使出射光线偏转一个角度θ,1862年傅科的测量结果是29.8万公里/秒。

更精确的测量是由美国物理学家迈克尔逊(Michelson,1852-1931)在1926年完成的,他改进了傅科的方法,使用一个多面的旋转镜,将光波分成不连续的光束。

类似于斐索的实验,这些光束将被反射到35公里远的镜子上,然后再被反射回来。

如图,我们使用一个六面镜,该镜由电动机转动,可以任意调节旋转速度。

光速测量发展史及其 实验方法

光速测量发展史及其 实验方法

分类
间接方法不是直接测光信号,而 是借助于含c的公式测量相应的物 理量来测算c。它的种类繁多,大 体可分为四类:1天文方法(光行 差法)2单位比值法 3电磁波法 4带 光谱法。
直接法
03光速测量方法
实验原理 光拍法 测量方法
问题分析
方案改进
03光速测量方法 实验原理
利用光拍法进行测定光速实验的光路原理如图1所示.超高频功率信号源输出 频率f为15MHz左右的正弦信号,输入到声光频移器的晶体换能器上,在声光 介质中产生驻波超声场。He-Ne激光器输出波长为632.8nm的激光束,通过该 介质后发生衍射,衍射光中含有频率为2f的拍频光.衍射光经过半反镜1分光 后分成两路,一路(远程光)依次经过平而镜的多次反射后透过半反镜2,另 一路(近程光)直接由半反镜1到达半反镜2,两路汇合后,入射到光电二极 管中。光电二极管把光信号转化为电信号,经过滤波放大电路得到频率为2f 的拍频电信号,将该信号与本振信号混频、选放,得到中频信号输入至示波 器的Y输入端,同时将本振信号经二分频后与来自超高频功率信号源频率为f 的信号混频、选放,得到中频信号输入至示波器的X输入端或“外触发”端, 经调试后在示波器屏上就会有与近程光和远程光相对应的波形出现。
伽利略做了世界 上第 一个测量光 速的实验,没有
罗默第一次提出 有效的光速测量 方法,木-卫蚀法
布莱德雷发现恒 星“光行差”现 象即光行差法测
菲索第一次在地 面上设计实验装 置测量光速—旋
得到肯定结果。
测光速。
光速。
转齿轮法。
02光速测量的发展历程
历史回顾:
186 2 192 6 19 52 197 2
03光速测量方法
实验方法改进后,具有以下几方面的优点: 1)不需要测量平面反射镜之间的距离,也不需要在示波器上直 接测量X和x的值,从而在较大程度上提高了测量的精度。 2)实验中不需要测量光程差,也不需要近程光做参考,也就不 需要对近程光进行调节。可将测定光速实验的光路改为如图4所 示的光路图,从而降低仪器的调节难度,节省了仪器的调节时间. 3)避免了当相位差大于2Π时需要对公式进行的修正。 4)避免了由于假相移而引入的误差。

物理学史光速的测量

物理学史光速的测量
(31. 5万公里每秒)
【更精确的测量光速】
菲索的旋转齿轮法的原理
光源发出的光从转动齿轮 的间隙中通过, 再通过透镜变 成平行光束, 这光束聚焦于安装在一定 距离的平面镜上, 被平面镜反射后再沿着 相反的方向返回齿轮,进 入观察者的眼睛
1850年 傅科
用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜。 平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心 上,同样用平面镜的转速可以求出时间。
2. 上述所提的哪个科学家运用了旋 转齿轮法测光速?
布来雷德
3. 爱因斯坦在哪一年论文中提到 光速不变公设?
1905年

1920年 麦克尔逊
美国物理学家迈克尔逊从1878年开始用旋转 镜法对光速进行了持续50年的测定工作。
1920年,迈克尔逊分别用八面、十二面的钢 反射镜做实验,这些测量的测出的光速的平 均值为:299 796±4Km / s
问:
1. 第一个测出光速具体值的人是谁?测 出的值为多少?
罗默 22. 5万公里
傅科用这种方法测出的光速是:298 000Km / s。
麦克斯韦 赫兹
预测了电磁波存在
赫兹
莱顿瓶放电实验

证明了电磁波的存在 31. 5万公里/ 秒
光 31. 5万公里/ 秒
光是一种电磁波
电磁波 31. 5万公里/ 秒
1905年 爱因斯坦
在论文中提出“光速不变性”的公设, 又提出光速不可超越原理。
1676年 罗默
丹麦天文学家罗默:
当地球逐渐靠近木星时, 木星“月食”发生的间隔逐渐缩 小,当地球逐渐远离木星时, 木星“月食”发生的间隔逐渐变 大
光速有限
(22. 5万公里每秒)
1725年 布莱雷德

三光速的测量

三光速的测量

即使如此光程也只有20米,旋转镜转速为
400米/秒,因此产生的位移只有0.7毫米, 由此测出的光速值为298 000千米/秒.
三、迈克耳逊的测量
美国实验物理学家迈克耳逊(AlbertAbraham
Michelson,1852-1931)的一生几乎都花在测量光速
上了, 他不断改进测量方法, 以提高测量精确
计时;第二个人见到第一个人的灯亮时,立刻打开自己的
灯;当第一个人看见第二个人的灯亮时,停止计时,这样 测出光从第一个人到第二个人再返回所用的时间,再测出
两地的距离,就可以计算出光的速度.
从原理上讲,伽利略实验采用v=2s/t 的方法是对的,
但是实验失败了.这是因为光速太大,1/7秒能绕
地球一周多,靠当时的条件在地球上用通常测量声
达 10 9 ,比以前已有的最精密的实验方法提高精度约100 倍.
总之,光速测量实验已经历了300多年的历史.从
1676年丹麦天文学罗默在观察木星的卫星食中,指出光 速是有限的以来,许多科学家采用不同手段对光速进行 了测量.
当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频率求 得的. 1958年,弗鲁姆求出光速的精确值: C=299792.5±0.1Km/s.
第一个透镜的焦点射向齿轮和透镜后变成平行光,平行光经过
第二个透镜后又在平面镜上聚于一点,在平面镜上反射后按原 路返回.当光通过齿隙时观察者就可以看到返回的光.由齿轮 的转速,可计算从开始到返回的光第一次消失的时间,也就是 光往返一次所用的时间,从而计算出光速值.
为了延长光行的时间,菲索的旋轮装置放在一
长的距离上进行测量.
一、天文上的测量
丹麦天文学家罗默(Olaf Romer,1644-1710)第一个

科学家是如何测量光速的?

科学家是如何测量光速的?

科学家是如何测量光速的?测量物体的速度,最先浮现在我们脑海中的,就是找出一定时间下的该物体走过的路程,然后相除。

光速,能不能这样测呢?光速测定的历史沿革:1.伽利略的灯笼实验1638年,意大利科学家伽利略开始了他的实验:两个人A和B站在相距约一英里(约1.6公里)的山头上,都手提灯笼。

A提起灯笼就开始计时,B一看到A提灯笼也提起灯笼,A看到B提起灯笼后停止计时。

伽利略得出的结论是,就算光速是有限的,它也肯定快到不可思议的程度。

意大利佛罗伦斯的实验学会于1667年再次进行了伽利略的实验。

在两盏灯相距约一英里的情况下,没有观察到任何的延时。

用今天的已知光速计算,当时的延时只有11微秒。

2.巧用太阳系计算光速1675年,在法国巴黎天文台就职的丹麦天文学家奥勒·罗默,通过观测木星卫星之相互掩食与理论值相比之差,算出光穿过地球所需要的时间。

原理:就像日食或是月食一样,木星和木卫一也会出现“木卫一食“现象。

这是因为木星挡住了太阳的光线。

如下图:(A是太阳,B是木星,DC为被木星遮住阳光之后的阴影区,木卫一在这区域时难以被观测到)奥勒·罗默认为出现“木卫一食“现象的周期是恒定的。

当我们在地球上观测到“木卫一食”现象时,不同的位置(比如地球在G和在F位置时,离木星B距离不同),“木卫一食”现象出现的时间也不同。

所以记录下看到“木卫一食“现象的不同时间,再计算出这些不同时间下地球与木卫一的距离差,就能计算出光速。

但是当时人们连地球离太阳多远都不知道,所以罗默只能出估算光横跨地球的公转轨道直径需要22分钟。

(在当时的条件下,罗默可以说是取得了非凡的结果)后来荷兰物理学家、天文学家和数学家,土卫六的发现者,克里斯蒂安·惠更斯,利用罗默的这一数据,加上对地球轨道直径的估值,计算出光速大约为220,000 km/s,比实际数值低了26%。

3.灯笼实验的延伸伽利略测量光速的思路是正确的,只不过当时条件所限,没法测出。

测量光速

测量光速

测量光速
光速发展史
光速-1 人们设法测量光速到人们测量出较为精确的光速共经历了300多年的时间, 1607年,伽利略进行了最早的测量光速的实验. 伽利略的方法是,让两个人分别站在相距1英里的两座山上,每个人拿一个灯,第一个 人先举起灯,当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯,从第一个人举起灯 到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间. 但由於光速传播的速度实在是太快了,这种方法根本行不通. 光速-2 1676年,丹麦天文学家罗麦(Olaus Romer 1644~1710)第一次提出了有效的光速测 量方法. 他在观测木星的卫星的隐蚀周期时发现:在一年的不同时期,它们的周期有所不同;在 地球处於太阳和木星之间时的周期与太阳处於地球和木星之间时的周期相差十四, 五天. 他认为这种现象是由於光具有速度造成的,而且他还推断出光跨越地球轨道所需要 的时间是22分钟. 光速-3 惠更斯根据他提出的资料和地球的半径第一次计算出了光的传播速度:214000 km/s. 光速-4 1725年英国天文学家布莱德雷(J.Bradley,1693~1762) 发现了恒星的"光行差"现象, 以意外的方式证实了罗麦的理论. 刚开始时,他无法解释这一现象,直到1728年,他在坐船时受到风向与船航向的相对 关系的启发,认识到光的传播速度与地球公转共同引起了"光行差"的现象. 他用地球公转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要8分13秒.这个数值 较罗麦法测定的要精确一些.菜德雷测定值证明了罗麦有关光速有限性的说法.

光速-5 1849年,法国人菲索 (A.H.L.Fizeau,1819~1896) 第一次在地面上设计实验装置来测定 光速.他的方法原理与伽利略的相类似. 他将一个点光源放在透镜的焦点处,在透镜与光源之间放一个齿轮,在透镜的另一测较远 处依次放置另一个透镜和一个平面镜,平面镜位於第二个透镜的焦点处. 通过这种方法,菲索测得的光速是315000 km/s.由於齿轮有一定的宽度,用这种方法很难 精确的测出光速. 光速-6 1850年,法国物理学家傅科 (Foucault) 改进了菲索的方法,他只用一个透镜,一面旋转的 平面镜和一个凹面镜. 平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上,同样用平面镜的转速可以求出时间.傅 科用这种方法测出的光速是298000 km/s. 光速-7 1928年,卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速. 1951年,贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793 km/s. 1950年,艾森 (H.L.Anderson,1913~ ) 提出了用空腔共振法来测量光速. 1958年,弗鲁姆求出光速的精确值:299792.5±0.1 km/s. 1972年,埃文森测得了目前真空中光速的最佳数值:299792457.4±0.1 km/s.

测量光速:历史与现代方法

测量光速:历史与现代方法

测量光速:历史与现代方法引言:光速是宇宙中最基本的物理常数之一,它对于物理学和工程学的发展具有重要意义。

在过去的几个世纪里,科学家们一直在努力测量光速,为此提出了多种方法。

本文将探讨测量光速的历史和现代方法,并探讨这项测量对科学研究的意义。

一、历史测量方法:古代的数学家、物理学家、地理学家等人们最早试图测量光速。

公元三世纪的希腊数学家欧几里得做了一些对光传播速度相关的几何学推导,但并未得出准确的结论。

然而,到了17世纪,天文学家欧拉尔·罗默通过观察木卫一的轨迹变化,首次成功地测量到了光的传播速度。

他观测到在地球绕太阳公转时,木卫一出现和消失的周期变化,根据这些观测数据,罗默得出了一个准确的光速值。

二、现代测量方法:随着现代科技的进步,测量光速的方法也得到了发展和改进。

1905年,爱因斯坦发表了狭义相对论,提出了一种基于光速不变的假设,从而赋予了光速测量以新的意义。

爱因斯坦的理论拉开了现代测量光速的开端。

如今,科学家利用现代激光技术和光纤传输等手段,可以更加精确地测量光速。

1. 差迟法:差迟法是一种关于光的干涉现象的测量方法。

它基于两束光在介质中传播时的时间差来测量光的速度。

通过测量干涉光的相位差,科学家们可以得到光的传播速度。

2. 脉冲激光法:脉冲激光法是一种基于光脉冲传输的测量方法。

科学家使用高精度的时钟和激光器生成脉冲激光,并将其发送到一个远离地球的反射器上。

然后,利用接收到的脉冲的时间差来计算光的速度。

3. 光纤干涉法:光纤干涉法是一种使用光纤作为传输介质的测量方法。

科学家们通过将光纤分成两段,其中一段通过退相位器,另一段不经过,然后测量两个光束再次合并时的干涉现象,从而得到光的传播速度。

三、测量光速的科学意义:测量光速对于科学研究和工程应用具有重要意义。

首先,光速的测量可以提供基础物理学的重要参考数据,验证或修正现有的物理理论。

其次,光速是测量宇宙距离和时间的基准,它在宇宙天文学和天体物理学的研究中起着关键作用。

光速

光速

光速测量众所周知,光速C是物理学中5个基本常量之一,对物理学有着极其重要的意义。

在科学史上,两个伟大的物理学家赋予了光速C一特殊的物理意义,一个是麦克斯韦,他在1865年发现电磁波的速度与光速测量值相等,因而断定光是一种电磁波;另一个是爱因斯坦,他在1905年的论文中提出“光速不变性”的公设,又提出不可超越的原理,光速C是信息传递的极限速度,是不可逾越的。

因此,人们对光速的精准测量进行了不懈的努力。

下面是我们对光速测量历史和方法的归类和总结。

一.光速测量历史简介1676年------ 丹麦大文学家罗默(Romer)通过观察木星卫星蚀,第一个测得了光速, C=215000km/s;1728年------ 布拉得雷(Bradley)用观察光行差的方法测得了光速,C=303000km/s;1849年------ 斐索(A.Figeau)刚齿轮法测得光速,C=315300km/s;1862年------ 傅科(J.Foucalt)用旋转镜法测得光速,C=298000±500km/s;1902年------ 迈克尔逊等人改进了旋转镜法,测得光速C=299890±60km/s;1950年------ 埃森(Essen)最先采用测定微波波长和频率的方法来测量光速,得C=299792.5±lkm/s;1958年------ 弗鲁姆(Froome)利用微波干涉法测得光速,C=299792.5±0.1km /s;1973年和1974年------ 美国国家标准局和美国国立物理实验室应用激光测定光速,测得光速分别为C=299792.4574±0.0011km/s和C=299792.4590±0.008km/s 。

二.光速测量方法简介①天文学方法测定光速1)罗默的卫星蚀法罗默使用木星的一颗卫星有规律的轨道运动作为计时器,每次这颗卫星被巨大的行星(木星)所掩食,他便记录下一个“滴答”。

光速测量简史

光速测量简史

光速测量简史“测量光速”实际上是测量光的群速度(真空中没有⾊散,光波的群速度和相速度相等)。

⼏百年来,⼈们进⾏了各种尝试,以求获得最精确的光速。

第⼀个试图测量光⾊的是伽利略,1667 年,他与助⼿在两座相距 7.5km 的⼭顶上,每⼈携带⼀盏灯,两⼈约定,其中第⼀⼈先打开灯罩,同时开始计时,第⼆⼈看见灯光后,⽴刻打开灯罩,第⼀⼈看见灯光后,再计时。

这样的测量⾃然以失败⽽告终。

1676 年,丹麦天⽂学家奥勒·罗默(Ole R?mer)采⽤天⽂观测的⽅法,通过测量⽊星的⼀颗卫星被⽊星遮挡的时间与轨道的关系测量光速。

他注意到,连续两次卫星蚀相隔的时间存在差异,当地球背离⽊星运动时,要⽐地球迎向⽊星运动时要长⼀些,这⼀现象本⾝就说明光传播速度是有限的。

这个研究对⽊星及其卫星的观察持续了整整⼀年。

罗默通过观察卫星蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速,由于当时只知道地球轨道半径的近似值,故测得光速为215000km/s,尽管与实际光速相差很远,但这是⼈类第⼀次完成的有效光速测量。

后来⼈们⽤照相法升级了罗默测量法,测得光速为(299840±60)km/s。

英国天⽂学家布拉德雷(James Bradley,1693-1762)发现了恒星的“光⾏差”现象。

他注意到,在地球上观察恒星时,恒星的视位置在不断地变化,⼀年内,所有恒星似乎都在天顶上绕着长半轴相等的椭圆运⾏⼀周,布拉德雷认为这种现象的产⽣是由于恒星发出的光传到地球时需要⼀定时间,⽽在此时间内,地球已因公转⽽发⽣了位置变化。

他⽤地球公转的速度与光速的⽐例估算出了太阳光到达地球需要 493s,由此,1726 年,他测得光速为 301000km/s。

这个数据与实际光速⽐较接近。

1834 年,Charles Wheatstone;1838 年,Francis Arago 分别⽤旋转反射镜测得光速为402336km/s。

1849 年,法国物理学家斐佐(Armand Hippolyte Louis Fizeau,1819-1896)⾸次在实验室中实现光速测量。

光速测定发展历史

光速测定发展历史

光速实验在物理学史中占有重要地位.这不仅是因为它需要精确的
实验手段,对光学的发展起了推动作用;也不仅仅因为它有力的支持了
机械波动说,而给机械微粒说以致命的打击。重要的是光速实验打破了 光速无限的观念,解决了长期存在的所谓以太漂移的疑案,为建立近代 物理基本理论之一的相对论,提供了一块颇为重要的基石。 光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要 的意义.它不仅推动了光学实验的发展,也打破了光速无 限的传统观念.在物理学理论研究的发展历程中,它不仅 为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据,而且最终 推动了爱因斯坦相对论理论的发展..
实验结论:通过这种方法,菲索测得的光速是315 000Km/s。但由于齿 轮有一定的宽度,用这种反复法很难精确的测出光速。
1850年,法国科学家傅科(Jean Bernard Keon Foucault,1819.9.18-1868.2.11)改进了菲索的方法。
他只用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜。平行光通过旋转 的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上,同样用平面镜的转速可以求出时间。 傅科用这种方法测出的光速是:298 000Km/s。
???
[1] 宁长春, 冯有亮, 文豪,等. 光速测定的历史概述[J]. 大学物理, 2014(10).
[2] 刘战存, 张国英. 迈克耳孙的光速测定实验[J]. 大学物理, 2001, 20(3):30-32. [3] 王文清. 斐索法测光速普遍計算公式的推导[J]. 惠阳师专学报:自然科 学,1986(S1). [4] 左开先. 用旋轉鏡法測定光速的計算公式[J]. 物理, 1965(07).
4.1725年 英国天文学家布莱德雷发现了恒星的“光行差”现象,以以外的方 式证实了罗默的理论。刚开始的时候,他无法解释这一现象,当他努力于 测量星体的视差时,他惊讶的发现它的位移并不全象他所预料的那样。当 意料不的光明降临到他身上之时,他已经几乎丧失了解释这一现象的希望。 在1728年9月的某天,他和同伴在泰晤士河上乘船航行,他观察到,似乎 每一次船转换方向时风都变了向,向船夫提出的问题引起了很有意义的回 答,即桅杆上风标的变化,仅仅是由于船的航向的变化,而风如故. 布拉德雷从这个“光行差”的值估计太阳光到达地球的时间为8分13 秒。这个值比上半个世纪勒麦测定的11分更接近正确值。这样一来,布莱 德雷证实了勒麦的理论,光的渐进传播开始作为一个已确立的事实而被接 受。 5.19世纪 18世纪,科学界是沉闷的,光学的发展几乎处于停滞状态。继布莱德 雷之后,经过一个多世纪的酝酿,到了19世纪中期,才出现了新的科学家 和新的反复法来测量光速——法国科学家菲索和傅科,开始用物理的方法 测定光速。当时先后产生了旋转齿轮法和旋转镜法这两种方法。

历史上是如何测量声速和光速的

历史上是如何测量声速和光速的

历史上是如何测量声速和光速的测量声速和光速是科学史上的重要里程碑之一,这些测量是通过一系列创新和实验方法逐步实现的。

本文将介绍历史上关于声速和光速测量的重要里程碑以及相应的方法。

测量声速在古代,有一些方法用于测量声速。

其中,最早的方法之一是通过音乐乐器的构造和鸟鸣声的观察来估测声音的传播速度。

古希腊学者亚里士多德(Aristotle)在公元前4世纪的著作《物理学》中提到了这种方法。

公元17世纪,法国科学家马林·梅斯尼耶(Marin Mersenne)提出了一种更为精确的方法来测量声速。

他利用高大的钟楼和闻到宣布教堂离钟楼的距离之间的时间差来计算声音的速度。

然而,这种方法只能得出一个近似值,并且要求测量师站在距离教堂较远的位置上,且距离足够远,以便观察到钟声和传递过程的时间差。

随着科学技术的发展,音速的精确测量方法得以更进一步提高。

18世纪,德国物理学家丹尼尔·贝尔劳(Daniel Bernoulli)使用声音在长管中传播的现象来测量声速。

他使用一种称为“波纹分析法”的方法,通过测量声音在横向波纹中的传播周期来估计声速。

然而,这种方法依然存在一些误差。

随后,法国物理学家吕萨克·德·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)在19世纪初提出了一种更加准确的方法,称为“频率差法”。

他利用共鸣现象,通过观察共鸣腔体中的频率差异来计算声速。

这一方法被认为是当时最精确的声速测量方法。

测量光速关于光速的测量,起初是在17世纪进行的。

公元1676年,丹麦天文学家奥勒·罗默(Ole Rømer)提出了一种利用恒星的行星朔望现象测量光速的方法。

罗默发现地球上的天文观测随着地球公转而差异较大。

通过比较观测值和计算值之间的差异,他得出了一种近似的光速。

然而,这种方法依然有很多限制,并且当时的技术水平不足以进行更准确的测量。

直到公元1849年,法国物理学家阿尔贝·亨利·费歇尔(Armand Fizeau)发明了一种称为“旋转齿轮法”的光速测量方法。

物理学史光速的测量

物理学史光速的测量

傅科用这种方法测出的光速是:298 000Km / s。
麦克斯韦 赫兹
预测了电磁波存在
赫兹
莱顿瓶放电实验
证明了电磁波的存在 31. 5万公里/ 秒
光 31. 5万公里/ 秒
光是一种电磁波
电磁波 31. 5万公里/ 秒
905年 爱因斯坦
在论文中提出“光速不变性”的公设, 又提出光速不可超越原理。
物质从一个地方到达另一个地方不需要 时间是一件怎么都无法想象的事情
1607年 伽利略
【伽利略测光速】
伽利略进行了最早的测量光速的实验.他让两个人分别 站在相距一英里的两座山上,每个人拿一个灯,第一个 人先举起灯,当第二个人看到第一个人的灯时立即举起 自己的灯,从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的 时间间隔就是光传播两英里的时间,用路程除以相应的 时间就是光传播的速度
2. 上述所提的哪个科学家运用了旋 转齿轮法测光速?
布来雷德
3. 爱因斯坦在哪一年论文中提到 光速不变公设?
1905年

1676年 罗默
丹麦天文学家罗默:
当地球逐渐靠近木星时, 木星“月食”发生的间隔逐渐缩 小,当地球逐渐远离木星时, 木星“月食”发生的间隔逐渐变 大
光速有限
(22. 5万公里每秒)
1725年 布莱雷德
发现了恒星的“光行差”现象,以另一种方式 证实了罗默的理论。
1847年 法国物理学家菲索:
旋转齿轮法
(31. 5万公里每秒)
【更精确的测量光速】
菲索的旋转齿轮法的原理
光源发出的光从转动齿轮 的间隙中通过, 再通过透镜变 成平行光束, 这光束聚焦于安装在一定 距离的平面镜上, 被平面镜反射后再沿着 相反的方向返回齿轮,进 入观察者的眼睛

光速知识点总结

光速知识点总结

光速知识点总结光速是指光在真空中传播的速度,通常用符号c表示。

光速在真空中的数值约为299,792,458米/秒。

光速是宇宙中的最高速度,根据相对论理论,没有任何物体可以超过光速。

光速的性质对于物理学、天文学、工程学等领域都有重要的影响,因此有必要对光速的相关知识点进行总结和探讨。

1. 光速的发现历史关于光速的研究可以追溯到17世纪,在这个时期,许多科学家开始意识到光的传播速度是有限的。

1676年,天文学家罗默首次测定了光速的数值,并得出了接近现代精确数值的估计。

此后,经过几百年的研究,科学家们结合光的波动性质和相对论理论,最终得出了299,792,458米/秒的精确数值。

2. 光速的性质光速的性质包括不变性、绝对性和极限性。

不变性指的是光速在真空中传播的速度是不受任何因素影响的,无论光源的状态如何,光速在真空中都是恒定不变的。

绝对性指的是光速是宇宙中最高的速度,没有任何物体可以达到或超过光速。

极限性指的是光速是一种极限,物体的速度无法超过光速,这是相对论理论的基本原则。

3. 光速在相对论中的作用相对论是爱因斯坦在20世纪初提出的一种物理理论,它在解释光速性质上起到了重要的作用。

相对论理论认为,光速是宇宙中的最高速度,任何物体都不可能超过光速。

相对论理论还提出了一系列关于时间、空间、质量等方面的新概念,这些概念都受到光速的影响。

4. 光速在天文学中的应用天文学是研究宇宙的科学,光速在天文学中有着重要的应用。

天文学家可以根据光速和光的波长来测定星体的距离和速度,这是天文学研究中常用的方法之一。

此外,利用光速和光的波动性质,天文学家还可以研究宇宙中的星系运动、宇宙背景辐射等现象。

5. 光速在工程学中的应用工程学是应用科学的一个重要领域,光速在工程学中也有着广泛的应用。

光速是通信技术中的基本参数,无线电、光纤通信等技术都需要考虑光速的影响。

光速还在卫星导航、雷达等领域有着重要作用,工程师需要准确计算和考虑光速对于设备运行的影响。

光速测定的历史

光速测定的历史

光速测定的历史17世纪前,天文学家和物理学家以为光速为无限大,宇宙中恒星的光都是瞬时到达地球的。

意大利物理学家伽利略首先对上述论点提出怀疑,为了证明光速的有限性,他在1600年左右曾做过粗糙的实验,他确定了A用灯光把信号传到B并收到从B回来的信号所需要的时间。

这个实验是在晚上当两个观察者紧靠着站在一起,以及当他们相距近一英里时分别进行的。

如果能发觉有时间差,那么,光就是以有限速度传播的,伽利略不能从他的实验解决这个问题。

但他提出了一个完全不同的问题,他评论道,在木星后面的木星卫星时常消失,可以用来作光速的测量。

1、罗默的光速测定法意大利的天文学家卡西尼作为被路易十四召到巴黎的大科学家之一,大约在1642年,对木星系作了长期的研究。

出生于丹麦奥尔胡斯(Aarhus)的年轻天文学家罗默也移居在巴黎,他和让·皮卡特(Piccard J,1620~1682)一起观察了木卫的食。

他们注意到,这些卫星在它们的轨道上运转的时间在一年的各个时期不都是相同的,并且当木星的视大小变小时,这运转的时间大于平均值。

但实际的运动中这种不均等性是极少发生的,罗默确信观察到的不规则性是光速有限的一个证据。

在1676年9月,罗默向法国科学院递交了报告,报告中说:发生在11月的下一次第一个卫星食的时间要比根据8月的观察进行计算所得到的时间迟10分钟左右,这个矛盾可以用假定光从木星到地球需要时间而得到解释。

如图1,当地球从E l转到E2时,第一个木卫食的时间比从它的平均运转周期中计算所得的时间晚几分钟。

罗默把这误差解释为由于光行走OE2距离多费了时间。

当地球从E3运转到E4时,食的发生时间要比预计的早。

在11月9日,这次食发生在5时35分45秒,而据计算,它应该发生在5时25分45秒。

11月22日,他向科学院更详细地解释了他的理论,并讲到,光穿过地球的轨道需要22分钟(现在所知道的更精确的值为16分36秒)。

科学院没有立刻接受罗默的理论。

光速测定的历史

光速测定的历史

130光速测定的历史17世纪前,天文学家和物理学家以为光速为无限大,宇宙中恒星的光都是瞬时到达地球的。

意大利物理学家伽利略首先对上述论点提出怀疑,为了证明光速的有限性,他在1600年左右曾做过粗糙的实验,他确定了A 用灯光把信号传到B 并收到从B 回来的信号所需要的时间。

这个实验是在晚上当两个观察者紧靠着站在一起,以及当他们相距近一英里时分别进行的。

如果能发觉有时间差,那么,光就是以有限速度传播的,伽利略不能从他的实验解决这个问题。

但他提出了一个完全不同的问题,他评论道,在木星后面的木星卫星时常消失,可以用来作光速的测量。

1、罗默的光速测定法意大利的天文学家卡西尼作为被路易十四召到巴黎的大科学家之一,大约在1642年,对木星系作了长期的研究。

出生于丹麦奥尔胡斯(Aarhus )的年轻天文学家罗默也移居在巴黎,他和让·皮卡特(Piccard J ,1620~1682)一起观察了木卫的食。

他们注意到,这些卫星在它们的轨道上运转的时间在一年的各个时期不都是相同的,并且当木星的视大小变小时,这运转的时间大于平均值。

但实际的运动中这种不均等性是极少发生的,罗默确信观察到的不规则性是光速有限的一个证据。

在1676年9月,罗默向法国科学院递交了报告,报告中说:发生在11月的下一次第一个卫星食的时间要比根据8月的观察进行计算所得到的时间迟10分钟左右,这个矛盾可以用假定光从木星到地球需要时间而得到解释。

如图1,当地球从E l 转到E 2时,第一个木卫食的时间比从它的平均运转周期中计算所得的时间晚几分钟。

罗默把这误差解释为由于光行走OE 2距离多费了时间。

当地球从E 3运转到E 4时,食的发生时间要比预计的早。

在11月9日,这次食发生在5时35分45秒,而据计算,它应该发生在5时25分45秒。

11月22日,他向科学院更详细地解释了他的理论,并讲到,光穿过地球的轨道需要22分钟(现在所知道的更精确的值为16分36秒)。

光速测定方法的发展

光速测定方法的发展

光速测定方法的发展古代的光速测定方法主要是基于人眼的感知和物体的运动。

古代哲学家亚里士多德认为,光是瞬间传播的,而光具有一种速度。

公元1676年,丹麦天文学家罗默通过对木卫一的观测发现,当地球从木卫一的星冥离开时,看到木卫一出现的时间比预期的早;而当地球朝向木卫一的方向运动时,看到木卫一出现的时间比预期的晚。

他根据这一观察结果推测出光的传播速度是有限的,并通过测量地球绕太阳旋转的时间和距离的比值,首次估算出光在真空中的速度约为2.2x10^8米/秒。

18世纪末到19世纪初,英国物理学家菲奥尔德进行了一系列的精确光速测定实验。

他通过观察旋转的齿轮或者镜面的反射来测量光的传播速度。

这些实验进一步证明了罗默的观测结果,并得出了更精确的光速数值。

20世纪初,物理学家艾尔伯特·爱因斯坦提出了相对论,将光速视为宇宙运动的上限。

在相对论的基础上,爱因斯坦推导出了光的传播速度与观测者的运动状态无关,并且光速在不同参考系中是相同的。

这个理论在实践中得到了广泛应用,并且随着科技的进步,新的光速测定方法被提出。

通过光与物质相互作用的现象,科学家们发展了几种实验方法来测定光速。

其中一种非常有代表性的实验是迈克尔逊-莫雷干涉仪实验。

这个实验利用光的干涉现象来测量一个干涉仪中两束光之间的相位差,进而得到光传播的时间差,从而得到光速。

迈克尔逊-莫雷干涉仪实验的结果再次确认了光速是一个常量。

近年来,随着科技的进步,光速测定方法也得到了极大的提升。

例如,激光与相干干涉的方法,精确度更高,可以达到更加精确的光速测定。

现代物理学中,利用光速的常量性和精确性,已经发展了很多相关领域的研究和应用,如光学通信、光学计量等等。

总结来说,从古代的人眼感知到现代的精确干涉实验,光速测定方法经历了长时间的发展。

随着科技的进步,测定方法变得越来越精确和准确,对于光速的认识也逐渐加深。

光速对于科学研究和工程应用都具有重要的意义,未来随着科技的不断发展,光速测定方法也将继续进一步完善和提升。

光速测量的历史过程

光速测量的历史过程

光速测量的历史过程在很久很久以前,光就像一个神秘的小妖精,跑得飞快,人们只知道它瞬间就能照亮黑暗,可到底有多快呢?这就像一个超级谜团,让那些聪明的脑袋们抓耳挠腮。

最初,那些科学家就像一群好奇的小侦探,试图抓住光的速度这个狡猾的家伙。

伽利略是最早动手的,他的方法就像一场幼稚却可爱的追逐游戏。

他和助手拿着灯笼,在两座山上跑来跑去,就像两个滑稽的小木偶,试图用这种简单的方法测量光速。

结果呢,光就像一个调皮的精灵,瞬间就完成了这段路程,他根本没法准确测量,这就好比想用小网兜抓住风一样困难。

然后呢,丹麦天文学家罗默就聪明多了。

他把目光投向了木星的卫星,就像发现了一个新的宝藏地图。

他发现木星卫星的掩食时间有点奇怪,就像一个准时的时钟突然走慢或者走快了。

他突然意识到,这是因为光在传播的过程中花费了时间。

他就像一个聪明的魔法师,从这个天文现象中找到了光速的线索,不过他算出的光速数值还不是那么精确,就像做蛋糕时各种材料的比例还差点火候。

到了迈克尔逊,他可是个测量光速的大神。

他的实验装置就像一个超级精密的钟表结构,每个零件都在他的掌控之中。

他把镜子和光源摆弄来摆弄去,就像一个超级大厨精心调配菜肴。

他反复测量,一点点地缩小误差,光在他的实验里就像一个被严格管教的小宠物,最后他得出了相当精确的光速数值,让全世界都为之惊叹。

再后来,随着科技的发展,人们测量光速的方法越来越高级。

现在的科学家们就像拥有超能力的超级英雄,利用激光等高科技手段,把光速测量得更加精准。

就像用最先进的显微镜观察细胞一样,连光这个小妖精的速度都被看得清清楚楚。

从最初的简单尝试,到现在的精确测量,光速测量的历史就像一场充满惊喜的冒险旅程。

那些科学家们就像一群勇敢的探险家,在探索光的速度这个神秘大陆的过程中,留下了一个又一个有趣的故事。

而光呢,也从最初的神秘莫测,变成了我们现在所熟知的一个物理常数,这个过程真的是超级有趣,就像一部充满奇幻色彩的科学大片。

光速知识知识点总结

光速知识知识点总结

光速知识知识点总结1. 光速的发现和测量光速的首次测量是由丹麦天文学家奥留·鲁默(Ole Rømer)在17世纪完成的。

他通过观察木卫一(Jupiter I)的卫星飞快的引起了他的注意,因此他推测到当这两颗行星之间距离的变小时,这一现象应该是引力塔德所引起的。

后来,詹姆斯·布拉德利(James Bradley)在1728年测量了光速。

他发现当地球在轨道上移动时,光的传播速度与地球的运动方向的一定角度的余弦成比例,推定出光速的大小。

在1960年,法国学者遂接替了波兰学者的测量结果,得出光速的数值为299,792,458米/秒。

2. 光速在相对论中的重要性光速在相对论中起着至关重要的作用。

相对论指的是爱因斯坦提出的相对论,主要是指一种认为物质和能量之间的转换和电磁理论之间有着紧密的联系的物理理论。

在相对论中,光速被认为是宇宙中唯一不变的速度,无论观察者相对于光源运动的速度如何,光速都保持不变。

这一理论的提出彻底颠覆了牛顿力学的观念,对于整个物理学的发展都起到了至关重要的作用。

3. 光速在量子力学中的应用在量子力学中,光速也有着重要的应用。

例如,在量子场论中,光速是所有粒子的最大速度限制,这一理论被认为会对物理学发展产生深远的影响。

4. 光速对宇宙的影响光速对于我们理解宇宙也有着重要的影响。

当我们观察远处的天体时,光需要花费一定的时间才能抵达地球,因此我们看到的其实是过去的样子。

这一现象被称为光行时,它使得我们能够观察到宇宙中远古时期的事件,例如大爆炸的发生等。

5. 光速在通信和科技领域的应用光速在通信和科技领域也有着广泛的应用。

例如,光纤通信就是利用光速来传输信息的一种通信方式,它具有传输带宽大、速度快、抗干扰性高等优点,被广泛应用于各种领域。

此外,光速也应用于激光技术、光电子技术等领域,对于现代科技的发展起到了重要的作用。

总结:光速是宇宙中最为重要的物理常数之一,对我们理解宇宙和物质的本质都起着至关重要的作用。

光速测定方法的发展

光速测定方法的发展

光速测定方法的发展
法国物理学家斐索(Armanda Hippolyte Louis Fizeau,1819.9.23-1896.9.18)傅科(Jean Bernard Keon Foucault,1819.9.18-1868.2.11)1834年,英国物理学家惠斯通应用旋转镜来测定电火花继续的时间,也想用此法来测定光速,同时也想确认一下在拆折射率更大的介质中,光速能否更大。

惠斯通的思想方法是正确的,但是他没有完成。

斐索先后研讨了光的干预、热收缩等,发明了干预仪。

他在研讨和测量光速效果上作出了贡献,是第一个不用天文常数、不借助天文观察来测量光速的人。

他是采用旋转齿轮的方法来测定光速的。

测出的光速为 342539.21千米/秒,这个数值与事先天文学家公认的光速值相差甚小。

傅科在物理学史上以其〝傅科摆〞的实验著名于世。

在光速测定的研讨中,他是采用旋转平面镜的方法来测量光速的。

其测得的光速为29.8×107米/秒,并剖析实验误差不能够超越5×105米/秒。

1850年5月6日傅科向迷信院报告了自己的实验结果,并发现光速在水中比在空气中小,证明了动摇说的观念是正确的。

迈克耳逊〔美国人,A.A.Michelson,1852-1931〕承袭了傅科的实验思想,用旋转八面棱镜法测得光速为299796千米/秒。

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[1] 宁长春, 冯有亮, 文豪,等. 光速测定的历史概述[J]. 大学物理, 2014(10).
[2] 刘战存, 张国英. 迈克耳孙的光速测定实验[J]. 大学物理, 2001, 20(3):30-32. [3] 王文清. 斐索法测光速普遍計算公式的推导[J]. 惠阳师专学报:自然科 学,1986(S1). [4] 左开先. 用旋轉鏡法測定光速的計算公式[J]. 物理, 1965(07).
如图所示
图中S为发光点,T是望远镜,平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜 距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米),且远大于OB以及S和T到八面 镜的距离。现使八面镜转动起来,并缓慢增大其转速,当转动频率达到f0并可 认为是匀速转动时,恰能在望远镜中第一次看见发光点S,由此迈克尔逊测出 光速C。
[5] “光子的速度为何是常量的探讨” 张长太,张原 - 中国光学学会光学大会 2010 –
[6] 孙威立;光速测定实验中的问题讨论[J];四川师范大学学报(自然科学 版);1987年02期 [7] 方颖. 光速测定的历史过程及在物理学上的意义[J]. 物理, 2005(5):51-53. [8] 游向东;戴春泉;;光速的测定[J];物理实验;1986年06期
1966
1972 1972 1973 1974 1978 1983
卡洛路斯等
贝依等 贝艾德 美国国家标准局 美国国立物理实验室 胡德斯等 (米的重新定义)
声调制法
氨-氖激光 二氧化碳 激光 激光 测定激光谱线的频率和波长 ———
群速
相速 相速 相速 相速 相速 ——
299 792.4±0.15
299 792.462±0.018 299 792.460±0.006 299 792.4574±0.0011 299 792.4590±0.0008 299 792.4588±0.0002 299 792.458
激光器的问世把光速的测量推向了一个新的阶段。1970年美国国家 标准局和美国国立物理实验室最先应用激光测定光速。这个方法的原理是 同时测定激光的波长和频率来确定光速(C=υ λ )。由于激光的频率和波 长的才饿量精度已大大提高,所以用激光测速法的测量精度可达,比以前 已经有最精密的实验室方法提高精度约100倍。实验的结果已分别于1973 年和1974年发表。另外还有许多种十分精确的测光速的方法。第十五届国 际计量大会的决议,现代真空中光速的最可靠值是:299 792.485±0.001Km/s,在粗略计算中可以认为 Km/s。 根据电磁理论,光在真空中的速度为:C=(SI制)式中ε 0为真空中的 介电系数, 为真空中的磁导率: = F/m= F/m, = H/m= H/m, 将这两个数值代入上式,可得:C= =299 792.50Km/s。除菲索和傅科实验 数值以外,最近测定的光速值与计算值非常接近。
迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图
计算过程:
实验结论:八面镜转过角度为 π/4 即可得出C=16lf
实验室测量仪器
现代已经有了对光更为完善的遮断法,其中最好的是采用克尔盒法。 1928年,卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。 克尔盒法为盛有介质的两端透光的容器,内有平行板电容器的两板作 为电极。将一频率固定的交流电压同步的接在两个克尔盒和上,放在尼科 耳之间,仅当电压加在盒上时,光才能通过克尔盒及尼科耳所组成的系统。 光通过有克尔盒的第一个系统而达到M镜,由此反射以后再射入有克尔盒 的第二个系统,τ 在光由盒传到M镜并且反射到盒的时间τ 内,若盒上电 压降落到零,则放在后的尼科耳中光将消失。由交流电压的已知测定时间 τ ,再测定光所经过的距离,即可求出光速。应用高频电场,能在1秒内 进行次的遮断。 由于克尔效应的弛豫时间极短,使光被遮断和重现几乎可以迅速交变, 从而大大增进了测量的准确度。1941年安德逊改进了这个实验,只用了一 个克尔盒,基线L的长度只有3m,这样,整个实验装置便能安装在实验桌 上,他所测得的结果为:299 776±6Km/s。贝格斯特兰在1951年进一步 改进了这个实验装置,他所得结果为:299 793.1±0.3Km/s
ห้องสมุดไป่ตู้
实验结论:通过这种方法,菲索测得的光速是315 000Km/s。但由于齿 轮有一定的宽度,用这种反复法很难精确的测出光速。
1850年,法国科学家傅科(Jean Bernard Keon Foucault,1819.9.18-1868.2.11)改进了菲索的方法。
他只用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜。平行光通过旋转 的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上,同样用平面镜的转速可以求出时间。 傅科用这种方法测出的光速是:298 000Km/s。
光速实验在物理学史中占有重要地位.这不仅是因为它需要精确的
实验手段,对光学的发展起了推动作用;也不仅仅因为它有力的支持了
机械波动说,而给机械微粒说以致命的打击。重要的是光速实验打破了 光速无限的观念,解决了长期存在的所谓以太漂移的疑案,为建立近代 物理基本理论之一的相对论,提供了一块颇为重要的基石。 光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要 的意义.它不仅推动了光学实验的发展,也打破了光速无 限的传统观念.在物理学理论研究的发展历程中,它不仅 为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据,而且最终 推动了爱因斯坦相对论理论的发展..
4.1725年 英国天文学家布莱德雷发现了恒星的“光行差”现象,以以外的方 式证实了罗默的理论。刚开始的时候,他无法解释这一现象,当他努力于 测量星体的视差时,他惊讶的发现它的位移并不全象他所预料的那样。当 意料不的光明降临到他身上之时,他已经几乎丧失了解释这一现象的希望。 在1728年9月的某天,他和同伴在泰晤士河上乘船航行,他观察到,似乎 每一次船转换方向时风都变了向,向船夫提出的问题引起了很有意义的回 答,即桅杆上风标的变化,仅仅是由于船的航向的变化,而风如故. 布拉德雷从这个“光行差”的值估计太阳光到达地球的时间为8分13 秒。这个值比上半个世纪勒麦测定的11分更接近正确值。这样一来,布莱 德雷证实了勒麦的理论,光的渐进传播开始作为一个已确立的事实而被接 受。 5.19世纪 18世纪,科学界是沉闷的,光学的发展几乎处于停滞状态。继布莱德 雷之后,经过一个多世纪的酝酿,到了19世纪中期,才出现了新的科学家 和新的反复法来测量光速——法国科学家菲索和傅科,开始用物理的方法 测定光速。当时先后产生了旋转齿轮法和旋转镜法这两种方法。
1983年米的重新定义以后,把真空光速规定为:C=299 792 458m/s这 个固定常数,真空光速值在物理学中不再作为一个可以测量的量,而是一个 换算常数,并把它作为物理学中的一个基本常数规定下来。由于光速已经成 为定义值,它不但不确定度为零,不需要再进行任何测量,从而结束了历时 300多年精密测量光速的历史。
实验名称:迈克尔逊旋转镜和干涉仪测法 实验基础:
在迈克尔逊在海军学院任教不久,演示了傅科测定光速的方法,由此对测 定光速产生了兴趣。起初,他“没有办法保证任何精确的”结果,“仅仅打算 去演示这一方法”,为此,“找到了放在实验室中的粗笨的仪器”。 傅科的实验装置是借助定日镜照明一条明亮分划线作为光源,将可旋转平 面镜放在透镜L焦距内距L很近处。A和B是当旋转反射镜M1在两个特定位置时 S的虚像,它们经透镜L分别成像于A’和B’两点。凹面镜的曲率中心与M1镜的 旋转轴重合,使得所有的光束在和之间传播距离相等。S’是经镜反射后待观察 的虚像,偏转角a是与之间的S与S’之间的夹角。傅科选取的L与间距离约为 20m;他使用的旋转平面镜转速为400r/s。 迈克尔逊分析这一装置,发现精度底是由于偏转角太小。他将S改为狭缝 光源,使亮度显著提高,并将和之间的距离增大到152m,使适当靠近透镜L的 焦点,则轴上光速经L在镜上成的像被限制在与透镜有相同直径的范围内,这 样可以改用平面镜;他还将测偏角a的半径由原来的1m改为9m多。
实验名称:旋转齿轮法 旋转齿轮法是法国物理学家菲索在1849年发明的 原理简述:
他将一个点光源放在透镜的焦点处,在透镜与光源之间放一个齿轮,在透 镜的另一侧较远的地方依次放置另一个透镜和一个平面镜,平面镜位于第二个 透镜的焦点处。点光源发出的光经过齿轮和透镜后变成平行光,平行光经过第 二个透镜后又在平面镜上会聚于一点,在平面镜上反射后按原路返回。由于齿 轮有齿隙和齿,当光通过齿隙时观察者就可以看但返回的光,当光恰好遇到齿 时就会被遮住。从开始到返回的迈克尔逊光第一次消失的时间就是光往返一次 所用的时间,根据齿轮的转速,这个时间不难求出。
1950 1951 1956 1957 1958 1961 1964
埃森 贝格斯特兰 艾奇 韦德莱 弗罗默 卡特科斯基 兰克、琼斯等
谐振腔法 光电测距仪 光电测距仪 雷达测距仪 微波干涉仪 电荷静电单位和电磁单位比值 光谱法(氯化氢)
相速 群速 群速 群速 相速 —— 相速
299 792.5±1 299 793.1±0.3 299 792.2±0.1 299 792.6±1.2 299 792.5±0.1 299 791.96±0.8 299 792.8±0.4
目录
1.历史概述 2.实验验证
3.光速常量
4.历史意义
1.17世纪 在光速问题上,物理学界曾产生过争执,开普勒和笛卡尔都认为光的传 播不需要时间。是瞬间进行的,而伽利略等则认为光虽然传播的很快 ,但 却是可以测定的。 2.1607年 1607年,伽利略进行了最早的测量光速的实验。他让两个人分别站在 相距1英里的两座山上。每个人拿一盏灯,第一个人先打开灯,当第二个 人看但第一个人的灯光时立即打开自己的灯 (如图1)。从第一个打开灯到 他看到第二个人的灯光时间间隔就是传播2英里的时间。 3.1676年 丹麦天文学家罗默在1676年首先获得光速有限的证据。他在观测木星 的卫星的隐食周期时发现,在一年的不同时期,它们的周期有所不同。在 地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相 差十四、五天。他认为这种现象是由于光具有速度而造成的,而且他还推 断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟。 1676年9月,罗默向巴黎的法国科学院宣布,预计11月9日5时25分45 秒发生的木星卫星蚀将推迟10分钟,巴黎天文台的天文学家们莫不嗤之以 鼻。等到那一天,众人守在天文望远镜旁,想看罗默的笑话,那里想到, 卫星蚀不迟不早,正好推迟10分钟。
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