光速|光速那么快,究竟是怎么测出来的?|科学小馆儿


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真空中的光速可以说是自然界里物体运动的最大速度了 。 目前科学界公认的光的速度是299792.458 km/s , 也就是在一秒的时间里 , 光可以跑299792.458千米那么远 , 约等于绕地球赤道7.48圈 。

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既然光“跑”得这么快 , 那科学家们又是怎么得到如此精确的数字的呢?光速究竟是怎么测出来的呢?
伽利略——意识到光有速度第一人
17世纪以前 , 人们一直以为光的速度是无限的 , 开普勒和笛卡尔都对此深信不疑 。 但伽利略却提出了不同的观点 , 他认为 , 光的速度虽然很快 , 但仍是有限的 , 并且是可以测量出来的 。

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伽利略画像
来源:网络

为了证实自己的猜想 , 1607年 , 伽利略设计了世界上第一个测量光速的实验 。 他让A、B两个人分别站在相距1.5千米的两座山的山顶 , 想利用两个山头看到灯光的时间差来测算光速 。 但由于间隔的时间太短了 , 根本无法精确测出 。 最终 , 伽利略的实验以失败告终 , 但他却开启了人类测量光速的真理之门 。
罗默——天文法测量第一人
木星的公转周期为12年 , 每当木星的卫星绕木星一周 , 就会在进入木星影子处发生一次“蚀” 。 这类似于月蚀 , 当木星运行到卫星和太阳中间时 , 木星的“卫星蚀”就会发生 。

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木星
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但事实上 , 人们看到卫星蚀的时间是不断发生变化 。 这显然说明 , 地球和木星的位置在不断变化 , 地球和木星的距离也不是一个定值 , 不仅如此 , 这种现象的出现还与光的速度有关 。
1676年 , 丹麦天文学家罗默对木星的这颗卫星进行了长期的观测 。 他发现 , 实际看到卫星蚀的时间都比推算的时间要晚了十几分钟 。 他认为 , 这是因为地球与木星的距离在逐渐增大 , 所以光传到地球的时间也相应延长了 。 因此 , 罗默推断 , 光的速度是有限的 。 他还算出 , 光走过与地球轨道半径等长的距离所需的时间为11分钟 。

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