光速是怎么测算出来的?

庐州山人历红尘


光速测量在科学史上是一个漫长的过程,丹麦科学家罗默在1675年第一次证明光速是有限的。罗默通过观测木星的类似“月食”现象,根据大量的数据证实出光速有限,他的测量结果是22.5万千米/秒,这跟实际光速有点差距。

但罗默的贡献不是这个而是证实光速的有限。而对于光速测量最成功的是菲索的旋转齿轮法,菲索是法国的物理学家,他成功设计出一套试验设备,如下图所示。

通过旋转齿轮,当转速达到一定值光被齿轮遮挡住,再继续加速光会正好通过齿轮缝隙返回被眼睛看到。只要知道齿轮的转速、齿轮齿数、眼睛到镜子的距离这几个数据就可以计算出光速的准确值了。罗默计算出的光速是31.5万公里每秒,这已经跟真空中的光速十分接近了。后来随着麦克斯韦和赫兹在电磁领域的研究,他们发现震荡的电场产生震荡的磁场、振荡的磁场产生震荡的电场,这就是电磁波波的一种,可以通过频率和波长相乘得出电磁波的速度。最后发现通过计算的速度和之前罗默测量的光速一致,科学家发现光其实就是一种电磁波。光速的数值为29972458米每秒,一般看作30万公里每秒。



科学黑洞


光速的测算从17世纪就已经开始了,比如丹麦天文学家罗默等。我们现在知道,光在真空中的速度是29972458米每秒,这已经成为了我们的常识,作为一个基础的物理常量,但光速的数值并不是一个非常精确的值,而且光速是一个无法真正确定的极限。因为我们知道光速在不同的介质中传播,数值也是不同的。目前科学家认为,光速不是确定的速度值,现代测量技术得出的计算值为299792500±100米每秒,所以它是不精确的数值。

一般测量光速的测算方式是采用测光信号的传播距离、传播时间,用距离除以时间来确定光的速度。这样的方法就要求尽可能增加光走过的路程,误差就小,改进时间测量的准确性。但是这样的方法在实验室里一般难以落实,主要是受空间的限制,这是以往光速测量过程中所遇到的问题。过去对光速的测算都是在实验室外进行,而如今我们却可以通过实验室内的激光和镜面效应测出。

有趣的是,这个定义的来源 ,它的单位“米”,又是怎么确定的,米作为度量单位,它的长度究竟是多少。“米”这个单位最初确定的时间是在19世纪初的几年,解释为赤道和北极点之间距离的1000万分之一。到了1889年,一根标准的一米长铂杆被制作出来,然后被保存在巴黎。

当光速数值确定之后,光在真空中的速度这个定义也就出现,因此在1983年,国际计量大会重新定义了“米”,它被定义为光在1/299,792,458秒内传播的距离。


川陀太空问答


关于光速测量的几个问题:

1...如果我们认定光速是不变的,为什么会有真空光速,空气中光速,玻璃中光速,等等不同介质的速度不一样?

2...我们通常在空气中测量光速,需要在很大的一个空间里测量,在玻璃,水晶,真空,水等等这些介质又是如何测量的?

3...每次你们说到在空气里测量光速都以会出现误差为由而拒绝公布具体测量数据,这其中的猫腻不是明显的在自欺欺人的吗?

4...目前,教科书公布很多种光速测量方法,根据我仔细验证发现,每个测量法都存在致命的错误和明显的漏洞,所有光速测量法,都以失败告终。。。如果你不服,很简单,你提供具体测量方法和数据就行,我给你指出错误所在。。。。


知天命513652050


光的速度是这样算的: 光跑的距离除以光跑的这段距离所用的时间。也就是说你只要测量出这个距离,再测量出这个时间就可以了,距离可以用米尺测,时间可以用秒表。

如果光围绕圈⭕跑,比如说在黑洞周围跑,不要用直尺量,这时候光跑的是曲线,要注意哦。

测量时间的时候也不要用那个机械表,最好用石英表,要准一点。

测量距离的时候,由于多次测量引入的误差积累比较大,尽量选择大一点的米尺。但是即使是用长一点儿的米尺吃,也会有误差,所以说这个课本上的光速值是不准确的。

为什么光速不能跑得更快一些呢?估计这跟火车为啥不能再快一点呢是一个道理。火车不能跑更快,是因为动力有限,风阻随速度成平方增加,二者平衡啦。光啊其实也一样的,别看光子小,真空没有阻力。其实啊,真空里,有大量的微观粒子,拽着顶着光子,不让它跑太快。

估计聪明的你,一下子明白啦,环境不一样,光的速度肯定不一样的。这个呢,科学家在在研究着呢。

尽信书不如无书。

我水平有限,小学毕业,希望我的答案能帮到你。


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