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光速最快具体是多少?光速最早是怎么测出来的?

光速最快具体是多少?

问:谁第一个测出了光速?他是什么时候发现的呢?又是通过什么方式呢?

光从离开太阳表面算起,需大约8分17秒才能到达地球。 答:从古希腊时期,科学家们就开始研究光速。大多数的古希腊天文学家相信,在所有事物中,光速是无穷快的。但是他们没有方法来验证这个似乎有道理的猜想。所以直到16世纪早期之前,人们普遍认为这样的猜想是正确的。而伽利略的出现改变了这一切。

朱斯托·苏斯泰曼斯所作的伽利略肖像 伽利略试图通过使用带挡板的灯笼测量光速。他让助手站在很远的地方,并在特定时间打开挡板,而伽利略将记录从助手那到他所在位置的光的传播时间。只不过他的结论是光速实在是太快了,无法通过实验测量。(事实上,根据我们现在对光速的了解,我们可以断言,如果伽利略和他的助手相距大约一英里,那么光从伽利略到他的助手这只需要大约五微秒(五百万分之一秒)的光。这太快了,无法用当时的技术来衡量。)

第一次正确测量光速是在1676年由一个叫做奥勒·罗默的人完成的。当时罗默正在观察木星的卫星木卫一,它位于伽利略卫星的最深处。正如地球上的观察者所见,当木卫一移动到木星的阴影中时,它会突然消失,而当它移动到木星的阴影之外(回到阳光中)时,它会重新出现。罗默对预测木卫一从木星阴影中出现的时间感兴趣。他的目标是利用这些观测结果更准确地确定木卫一的轨道周期;而并没有试图确定光速。

罗默注意到,随着地球越来越靠近木星,木卫一从阴影出现的时间变得越来越短,反之亦然。他意识到通过观测和计算出的木卫一出现时间之间存在差异,而这可以用光的速度是有限的来解释。由于在罗默的观测过程中,地球正在远离木星,所以从木卫一反射回来的光到达地球的时间会稍长一些,这将影响观察到木卫一从木星阴影中出现的确切时间。

图解:这是按照罗默的1676年绘图重新绘制的版本。在罗默论文里,他比较木卫一轨道周期的两个时间间隔:一个是地球在朝向木星运行时的木卫一轨道周期(有向弧FG的方向),另一个是地球背向木星运行时的木卫一轨道周期(有向弧LK的方向)。 基于这些观察,罗默计算出光穿越地球公转直径的距离大约需要22分钟。将该值与地球半长轴(轨道半径)的早期测量值相结合,给出了大约每秒210,000公里的光速。这大约比光速的现代值低30%,但是考虑到它的古老性、测量方法和17世纪行星轨道精确尺寸的不确定性,这个值非常接近每秒299,792.458公里的现代值。

如今,任何人都可以使用网络搜索真空中的光速,并在几秒钟内获得准确的结果:299 792 458米/秒。但是到底是谁发现了光速,他们又是如何做到的呢? 十六世纪初,伽利略是第一个尝试测量光速的人。伽利略和一个助手各自站在不同的山顶上,他们之间有一段已知的距离,他们的计划是让伽利略打开灯的挡光板,然后让他的助手看到伽利略发出的光的同时也打开他手里灯的挡光板。

伽利略利用山顶之间的距离并用脉搏作为计时器,计划测量光速。他和他的助手用不同的距离尝试了这个方法,但是不管他们相距多远,他都无法测量光传播的时间。 伽利略得出结论,光速太快,用这种方法是无法测量的。他是正确的。我们现在非常精确地知道光速,如果伽利略和他的助手在相距1.5千米的山顶上,光从一个人传播到另一个人需要花费0.0000054秒的时间。所以伽利略无法用他的脉搏来测量光速是可以理解的!

光速最早是怎么测出来的?

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。

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