光速|光速那么快,究竟是怎么测出来的?|科学小馆儿( 二 )


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罗默
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罗默预言 , 原本应在1676年11月9日上午5时25分45秒发生的木卫蚀将推迟10分钟 。 最终的观测结果证实了罗默的猜想 。 而后 , 又经过多番验证和矫正 , 著名科学家惠更斯利用罗默的理论 , 计算出了科学史上的第一个光速值:214000km/s 。
斐索——地面实验的探索者
第一个在地面上测出光速的人是法国物理学家斐索 。 他设计了一个巧妙的装置——旋转齿轮 , 以此来测定光的速度 。

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旋转齿轮


“旋转齿轮”由一个齿轮、一面镜子和一面半透明镜组成 。 光源发出后 , 会经半透明镜反射到镜子上 , 而镜子又会再将光反射进观测者的眼睛中 。 这中间 , 有一个齿轮 , 当它开始旋转时 , 就会将反射到人眼中的光切割成一段一段 , 人们因此会看到闪光 。 通过齿轮的转速和光的路程 , 就可以计算出每次闪光的速度 。 这种方法虽然存在不足 , 但却是光速测量史上的开创之举 , 为后来的测量工作奠定了基础 。
迈克尔逊——光速测量的集大成者
迈克尔逊从1879年开始就在从事光速的测量研究 , 直至1926年 , 持续了大约50年 。 他总结了前人的不足 , 设计出“旋转八面棱镜法”来测量光速 。

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旋转八面棱镜法


在“旋转八面棱镜法”中 , 迈克尔逊用一个正八面钢制棱镜代替了旋转镜法中的旋转平面镜 , 从而延长了光的路线;用精确测定的棱镜转速代替了齿轮法中的齿轮转速 , 从而减小了时间测量的误差 。 在这个实验中 , 迈克尔逊计算出光的速度是299796km/s , 这在当时被认为是最精确的记录 , 而迈克尔逊也因此成为了1907年诺贝尔物理学奖的获得者 。

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迈克尔逊
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光速测量新时期
自从迈克尔逊之后 , 光速长达250多年的测量探索暂时告一段落 。 直至1929年 , 对光速的测量进入了一个崭新的阶段 。 新的实验技术和实验方法层出不穷 , 光速也越来越精密 , 最终成为物理学界的一个定义值 。
?1937年和1941年 , 美国的安德生先后两次测量光速 , 最后利用克尔效应测出光速为299776km/s 。
?1949年 , 阿斯拉克逊用雷达测量电磁波的速度 , 其结果为299792km/s 。

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