光速的测量方法

1676年奥勒·罗默使用望远镜研究木星的卫星艾欧的运动,第一次定量的估计出光速。 1849年,斐索用旋转齿轮法求得 c = 3.153×10 8 m/s。他是第一位用实验方法,测定地面光速的实验者。实验方法大致如下: 光从半镀银面反射后,经高速旋转的齿轮投向反射镜,再沿原路返回。如果齿轮转过一齿所需的时间,正好与光往返的时间相等,就可透过半镀银面观测到光,从而根据齿轮的转速计算出光速。 1862年,傅科用旋转镜法测空气中的光速,原理和斐索的旋转齿轮法大同小异,他的结果是 c = 2.98 × 10 8 m/s。 第三位在地面上测到光速的是考尔纽(M.A.Cornu)。1874年他改进了斐索的旋转齿轮法,得 c = 2.9999 × 10 8 m/s。 阿尔伯特·迈克耳孙改进了傅科的旋转镜法,多次测量光速。1879年,得 c = (2.99910±0.00050) ×10 8 m/s;1882年得 c = (2.99853±0.00060) × 10 8 m/s。 后来,他综合旋转镜法和旋转齿轮法的特点,发展了旋转棱镜法,1924~1927年间,得 c = (2.99796±0.00004) × 10 8 m/s。 迈克耳逊在推算真空中的光速时,应该用空气的群速折射率,可是他用的却是空气的相速折射率。这一错误在1929年被伯奇发觉,经改正后,1926年的结果应为 c = (2.99798±0.00004) × 10 8 m/s = 299798±4 km/s。 后来,由于电子学的发展,用克尔盒、谐振腔、光电测距仪等方法,光速的测定,比直接用光学方法又提高了一个数量级。 60年代雷射器发明,运用稳频雷射器,可以大大降低光速测量的不确定度。 1973年达0.004 ppm,终于在1983年第十七届国际计量大会上作出决定,将真空中的光速定为精确值。

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