旋转齿轮如何测光速，斐索是如何测出光速的呢 _光速

旋转齿轮如何测光速

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旋转齿轮测光速的方法：
齿轮数为720每秒25转，也就是每秒可以跳过720*25=18000个齿，每跳一个齿的时间间隔为1/18000秒，在此期间光正好传播17.34千米，所以光速是17.34千米/（1/18000秒）=312120千米/秒。
公式推导过程：
假定光从一个齿轮到另一个齿轮所走过的距离为l ，齿轮的转速为f ，齿轮的齿数为n ，光的传播速度为c ，公式是：光的传播时间t=l/c 。
由齿轮的转速f得出齿轮转一圈的时间为1/f ，那么转一个齿轮的时间为1/nf ，因此转半个齿轮的时间t=1/2nf 。所以，里l/c
=1/2nf ，即c=2nfl 。
斐索是如何测出光速的呢伽利略曾提出过这样的设想：找两个人，站在相距1．5千米的山头上，每个人手中提着一盏信号灯。点亮灯后，都盖住灯光，相互注视着。甲先打开盖，灯光射到对面山上，乙看到信号后，也马上打开盖，把信号传回来。伽利略想，只要测出信号来回一趟的时间，就可以测出光的速度。
1849年，法国物理学家斐索也对测光速产生了兴趣。他分析了伽利略的设计方法，认为很有道理。只是他对伽利略的设计进行了改进，他使用齿轮来代替原来的甲，用镜子代替原来的乙，两个山头之间的距离增加到7千米。
测量的时候，齿轮开始旋转，灯光从两个齿之间射出，射到镜子上，镜子迅速把光线反射回来，传到两个齿之间。这样，根据齿轮的转速就可以算出光速。
就这样，斐索巧妙地测出了光的速度为每秒315000千米，这与现代测出的光速已经很接近了。
光速是怎样测出来的视频17世纪初，伽利略用测量声速的方法来测量光速，他让两个人各提一盏有遮光板的灯，并分别站在相距约1．6千米的地方，令第一个人先打开他的灯，同时开始计时；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，伽利略的方法是对的，但是实验失败了。这是因为光速很大， 1／7秒能绕地球一周多，靠当时的条件在地球上用通常测声速的方法测光速是难以实现的。于是，人们把测光速的场地移到太空。
在伽利略去世后约30年，丹麦王文学家罗默在观察木星的卫星食中，于1676年指出光速是有限的。
1834年，英国物理学家惠斯通利用旋转镜来测定电火花持续的时间，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，光速是否更大。
惠斯通的思想方法是正确的，但是他没有完成。
斐索先后研究了光的干涉、热膨胀等，发明了干涉仪。他在研究和测量光速问题上作出了贡献，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，这个数值与当时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。在光速测定的研究中，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，并分析实验误差不可能超过5×105米/秒。
1850年5月6日傅科向科学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，证明了波动说的观点是正确的。
迈克耳逊（美国人， A 。A 。Michelson,1852-1931）继承了傅科的实验思想，用旋转八面棱镜法测得光速为299796千米/秒。。
光速是怎么测量出来的?光速测量：
布莱德雷的光行差法
1728年，英国天文学家布莱德雷（1693—1762）采用恒星的光行差法，得出光速是一有限的物理量．布莱德雷在地球上观察恒星时，发现恒星的视位置在不断地变化，在一年之内，所有恒星似乎都在天顶上绕着半长轴相等的椭圆运行了一周．他认为这种现象的产生是由于恒星发出的光传到地面时需要一定的时间，而在此时间内，地球已因公转而发生了位置的变化．他由此测得光速为：C=299930千米/秒
这一数值与实际值比较接近．
以上仅是利用天文学的现象和观察数值对光速的测定，而在实验室内限于当时的条件，测定光速尚不能实现．
旋转齿轮法
用实验方法测定光速首先是在1849年由斐索实验．他用定期遮断光线的方法（旋转齿轮法）进行自动记录．实验示意图如下．从光源s发出的光经会聚透镜L1射到半镀银的镜面A ，由此反射后在齿轮W的齿a和a’之间的空隙内会聚，再经透镜L2和L3而达到反射镜M ，然后再反射回来．又通过半镀镜A由L4集聚后射入观察者的眼睛E．如使齿轮转动，那么在光达到M镜后再反射回来时所经过的时间△t内，齿轮将转过一个角度．如果这时a与a’之间的空隙为齿a（或a’）所占据，则反射回来的光将被遮断，因而观察者将看不到光．但如齿轮转到这样一个角度，使由M镜反射回来的光从另一齿间空隙通过，那么观察者会重新看到光，当齿轮转动得更快，反射光又被另一个齿遮断时，光又消失．这样，当齿轮转速由零而逐渐加快时，在E处将看到闪光．由齿轮转速v、齿数n与齿轮和M的间距L可推得光速c=4nvL．
在斐索所做的实验中，当具有720齿的齿轮，一秒钟内转动12.67次时，光将首次被挡住而消失，空隙与轮齿交替所需时间为

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在这一时间内，光所经过的光程为2×8633米，所以光速

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在傅科的实验中：L=4米， L0=20米， △s=0.0007米， W=800×2π弧度/秒，他求得光速值c=298000±500km/s．
微波谐振腔法
1950年埃森最先采用测定微波波长和频率的方法来确定光速．在他的实验中，将微波输入到圆柱形的谐振腔中，当微波波长和谐振腔的几何尺寸匹配时，谐振腔的圆周长πD和波长之比有如下的关系：πD=2404825λ ，因此可以通过谐振腔直径的测定来确定波长，而直径则用干涉法测量；频率用逐级差频法测定．测量精度达10^-7．在埃森的实验中，所用微波的波长为10厘米，所得光速的结果为299792.5±1km/s．
激光测速法
1970年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先运用激光测定光速．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=vλ）．由于激光的频率和波长的测量精确度已大大提高，所以用激光测速法的测量精度可达10^-9 ，比以前已有最精密的实验方法提高精度约100倍．
除了以上介绍的几种测量光速的方法外，还有许多十分精确的测定光速的方法．
根据1975年第十五届国际计量大会的决议，现代真空中光速的准确值是：
c=299792.458±0.001km/s
定义：
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。它与观测者相对于光源的运动速度无关，即相对于光源静止和运动的惯性系中测到的光速是相同的。物体的质量将随着速度的增大而增大，当物体的速度接近光速时，它的质量将趋于无穷大，所以有质量的物体达到光速是不可能的。只有静止质量为零的光子，才始终以光速运动着。光速与任何速度叠加，得到的仍然是光速。速度的合成不遵从经典力学的法则，而遵从相对论的速度合成法则。
真空中的光速（speed of light/ velocity of light）是自然界物体运动的最大速度。光速与观测者相对于光源的运动速度无关。物体的质量将随着速度的增大而增大，当物体的速度接近光速时，它的动质量将趋于无穷大，所以质量不为0的物体达到光速是不可能的。只有静质量为零的光子，才始终以光速运动着。光速与任何速度叠加，得到的仍然是光速。真空中的光速是一个重要的物理常量。
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