光速那么快是怎么测出来的?有通俗易懂的说法吗? 光速那么快,在早期是怎么被测出来的?

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伽利略和他的助手站在相隔很远的两座小山上,每人手里拿着一盏灯。伽利略先把灯盖好,助手看到伽利略盖好灯,马上把自己的灯盖好。伽利略测量了从盖灯到看到助手盖灯的时间差。在这段时间里,光只是在两个人之间来回传播,这样就可以测量光速。

显然,由于光速如此之快,在这个实验中不可能测量光速,因为如果不考虑两个人的反应时间和遮灯的时间,光只需要几微秒就可以走完这个距离,在当时的设备条件下根本无法测量。伽利略也承认,他没有通过这个实验来测量光速,也没有判断光速是有限的还是无限的。然而伽利略说:“即使光速有限,也一定是不可思议的。”

光的干涉和衍射现象说明光是波动的,光的偏振进一步说明光是横波。光在有限速度下的传播和光速的精确测量也在建立光的电磁波理论中发挥了重要作用。光速是物理学中最重要的基本常数之一。也是真空中各种频率电磁波的传播速度。狭义相对论认为任何信号和物体的速度都不能超过真空中的光速。在折射率为n的介质中,光的传播速度为V = C/N,在光学和物理学史上,光速的测量一直是许多科学家探索的课题。许多测量光速的方法的巧妙构思和高超的实验设计,一直在启发着后人的物理研究。

光速的测量首先在天文学中获得成功,因为宇宙的广阔空间提供了足够的距离来测量光速。丹麦天文学家罗默(1644-1710)首次测量了光速。由于任何周期性的变化过程都可以看作是一个时钟,他成功地找到了一个离观察者非常远并且相当精确的“时钟”。在观测期间,罗默每隔一段时间就使用木星的卫星月食。当他观察时,他注意到地球远离木星时,两次连续的卫星日食之间的时间间隔比地球向木星移动时要长。他用光的传播速度有限来解释这一现象。

木星发出的光(实际上是木星的卫星发出的)。地球离开木星时,要赶上地球,所以从地面观察。当地球向木星移动时,这个时间较短。由于卫星绕木星运行的周期不大(约1.75天),上述时间差在最合适的时间内(上图地球在轨道上运动到A和A’时)不应超过15秒(地球的轨道速度约为30 km/s)。因此,为了获得可靠的结果,当时全年都在连续进行观察。罗默通过观测卫星月食的时间变化和地球轨道直径来计算光速。由于当时只知道地球轨道半径的近似值,所以计算出的光速只有214300km/s,虽然这个光速与光速的准确值相差甚远,但却是光速测量史上的第一个记录。后来人们用摄影测量木星卫星月食的时间,在测量地球轨道半径的精度提高后,就用了罗默。



科学家首先计算在真空中物体之间的距离,然后从物体一侧开一束灯,计算达到别一侧物体需要的时间,就可以计算光速了。

光速那么快是通过测量地球和太阳的距离而太阳光照射到地球的时间来计算的。通俗的说,就是利用距离和时间来计算得出来的速度。

伽利略和他的助手站在相隔很远的两座小山上,每人手里拿着一盏灯。伽利略先把灯盖好,助手看到伽利略盖好灯,马上把自己的灯盖好。伽利略测量了从盖灯到看到助手盖灯的时间差。在这段时间里,光只是在两个人之间来回传播,这样就可以测量光速。

是伽利略和他的助手测量出来的。他们站在相隔很远的两座山上,每人手里拿着灯。伽利略先把灯盖上,助手看到他盖了灯,马上把自己的灯也盖上,然后测量了两者从盖灯到盖灯的时间差。在这段时间里,光只在两个人之间来回传播,所以光速测量来。

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