光和電的速度那麼快,科學家是如何計算出來的?

賣柑者曰


理論上說,光和電的速度是等同的,都是30萬千米/秒。光的傳播速度是光子的移動速度,而電的傳播速度就是電場速度(實際上電荷傳播速度僅幾釐米/秒)。

光速的測算在光學上意義重大又特殊,它打破了光速無限傳統的觀點,也為粒子說與波動說的爭議提供了判定根據,並最終推動了愛因斯坦相對論理論。

科學家是怎麼將光速測算出來的?


最先測算光速是意大利科學家伽利略,在1607年就做過實驗。他讓光傳播2英里的時間來測光速,但設備太古老,光速太快,他的光速測算失敗了。


1676年,丹麥天文學家羅麥首次得出了有效計算光速的方法。他發現地球處於太陽和木星之間的週期跟地球處於太陽與木星直線之外的週期相差15天,他認為這是光速的原因。他還預言光走過地球公轉的軌道要22分鐘,並斷定在1676年11月9日上午5時25分45秒木衛食將推遲10分鐘。後來巴黎天文臺的觀察有力的證實了他的推測。

十八世紀的科學研究異常沉悶,光學幾乎毫無進展,直到十九世紀中期,科學家對光速的測算才有所突破。


1850年,法國物理學家傅科用一個透鏡,一個旋轉的平面鏡和一個凹鏡,平行光經過旋轉的平面鏡匯聚到凹鏡的圓心上,同時用平面鏡轉速算出時間。他用這個方法求出光速是298000km/s。傅科還測算出了光由空氣中照進水中的折射率,成了壓死光微粒說的最後一根稻草,再次肯定了光的波動說。

1951年,貝奇斯傳德利用克爾盒法測定光速是299793km/s。


有了激光技術後,就可以測出激光波長和頻率,利用c=λv來求出光速。這個方法在目前為止是最精確的。1975年的國際計量大會,把真空中光速定為:299792458m/s,通常取值c=3×10ʌ8m/s。

電的速度

電的速度是電流,而電流是沒有速度的。確切的說是電子移動速度和電場傳播速度:電子移動速度很慢,只幾釐米/秒,跟導線截面積相關;電場傳播速度跟電介質相關,同於光速。


弄潮科學


通過麥克斯韋電磁場方程組可以解出電磁波的傳播速度,其速度大小與已知的光速正好一致,由此也證實了電磁波與光波其實就是一回事,只不過頻率與波長有顯著差別而已。光波是屬於頻率特別高、波長特別短的電磁波。實驗也可以測出光速,方法多種多樣,結果在誤差範圍內一致,也與理論計算值相符。


天高雲飄


別問物理的問題了好不好,高考都不考了。多學學語文,吹吹牛逼吧。


天下第二亞軍


通用初中物理計算公式


震公常平


光速電子速度可以測量出來。伽利略就曾經設計了測量方法,但當時條件有限 誤差非常大。,他還利用木星衛星的運動時差計算過光速。


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