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光速這麼快,它是如何被人類測出來的?看完不得不佩服

簡介按理說,當木衛一進入陰影範圍開始到它執行出來後的這個時間間隔應該是相同的,但是羅默卻發現當地球移動到太陽的右側時,木衛一進入陰影部分的時間間隔會比較短,而當地球移動到太陽左側時,時間間隔會比較長,這是為什麼呢

光速是如何測得的

眾所周知,光在真空中的傳播速度是299,792,458米/秒(約等於3×10^8m/s),但你知道這個速度是怎麼測量出來的嗎?

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最開始,包括亞里士多德在內的科學家們認為光速是無限大的,直到丹麥的天文學家羅默發現了光是以有限的速度傳播,光速的測量才有了真正意義的開始。

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在太陽系中,行星都是圍繞太陽運動的,木星有一些衛星,例如木衛一,它就是環繞木星運動的。

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假設地球運動到太陽的下方,而木星是在太陽的上方位置的話,太陽發出的光照到了木星上,會被木星擋住,我們把太陽看成一個點的話,那麼木星後面會形成一塊陰影範圍。假如木衛一進入到了陰影區域,我們就看不到它了,這種現象叫做木衛一的月食或日食現象。

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按理說,當木衛一進入陰影範圍開始到它執行出來後的這個時間間隔應該是相同的,但是羅默卻發現當地球移動到太陽的右側時,木衛一進入陰影部分的時間間隔會比較短,而當地球移動到太陽左側時,時間間隔會比較長,這是為什麼呢?

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經過了長期的計算、思考和測量實驗後,羅默明白了,光波其實是以有限速度傳播的,速度大概是2。25×10^8m/s。

雖然這個資料和目前我們的3×10^8m/s還有一定的誤差,但是透過這個結論,人們至少知道了,光速確實是有限的。後來又有很多人透過各種實驗方法來測量光速,比較著名的就是邁克爾遜八面鏡實驗。

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邁克爾遜八面鏡實驗就是透過一個正八面鋼質稜鏡,簡稱八面鏡來實驗的。當光線從一個地方照射到八面鏡後,經過反射到達很遠的一個位置,而這個很遠處的位置又透過兩次反射把光線返回來了,然後進入到觀察目鏡,這就是一個光路。

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在這個光路中,其它地方距離比較短,就回來的路徑是比較長的。正常情況下我們是能夠看見光的,但是如果讓八面鏡旋轉起來的話,就不一定能看見光了。因為此時的角度已經不是45度了,所以光線就不知道發到什麼地方去了,看不見了。

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但是再透過調整角度的話,讓它正好能轉一個格,那麼此時的轉速如果是每秒轉了n周的話,那麼時間間隔△t就是1/8的週期,就是1/8n秒。從1879年到1926年,經過了近50年的測量研究,最後他將光速測定值定為C=299796km/s 這是當時最精確的測定值,很快成為當時光速的公認值。

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邁克爾遜研究出這個問題後就想,光在真空中可以傳播,那它的傳播速度是相對於哪個參考系的呢?他猜想,也許有那麼一個絕對參考系叫做“以太參考系”,於是邁克爾遜就設計了很多實驗裝備,希望能以此來找到以太,但最終卻都沒有找到。

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以太尋找的失敗直接導致了愛因斯坦相對論的誕生,所以對於光的問題,每一次進步都是意味著物理學的一次飛躍。科學家們花費了畢生精力來研究,為我們的現代物理學打下了堅實的基礎,實在是令人佩服。

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