光的速度是非常快的,那人類是如何測量出來的呢?

時間 2025-02-27 21:20:14

1樓:lingpao林

兩個人各自拿著一盞燈籠分別站在兩座山頭上,每個人都用擋板把手中的燈籠遮住。接下來,乙個人把自己的手中的擋板拿掉,對面山頭的人在看到燈光後立刻把自己手中的擋板也拿掉。第乙個人則記錄下從自己拿掉擋板到看到對方手中燈籠的時間,這就是光線在兩座山頭之間跑乙個來回的時間。

用兩座山頭之間的距離除以時間,就可以得到光的速度了。

2樓:你真的好嘛

古代的科學家不斷的推理驗證,做實驗測量出來的,就像伽利略利用燈籠求出了光的速度,雖然誤差太大,但這也是人們第1次想要探索光的速度。

3樓:大樹苗

最初是伽利略做的乙個實驗,通過山頭之間的距離和光傳播的時間來算出光的速度,後來麥克斯韋通過自己的研究,利用波長乘以頻率,算出了光速。

4樓:夏見冬

伽利略讓兩個人分別站在相距一英里的兩座山上,每個人拿一盞燈,第1個人先去啟動,當第2個人看到第1個人的燈是立即舉起自己的燈。但這種方法並沒有測出來。

人類是怎麼測量光速的

5樓:愛娛樂的週週

用測量雷射頻率和真空中光的波長的方法測量光速。

光速是指光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度,真空中的光速是目前所發現的自然界物體運動的最大速度。

隨著現代科學的發現和探索,人們瞭解到充斥在世界每個角落的光只是電磁波中乙個很小的波段,現在把這個很小的波段叫可見光。

而電磁波還包含著無線電波、紅外線、紫外線、x射線、γ射線等波段的不可見光。這些可見光和不可見光都具有電磁波的特點,波長與頻率、速度有著相關性。

這些電磁波在真空中的速度都是一樣的,光速與波長頻率乘積相等,即:c=fλ。因此只要知道了波長和頻率,就能夠計算出光速。

光速會變嗎?

光速是有限的,根據伽利略的相對性原理,速度都是相對的,以不同的參考物測出的速度是不同的,並且速度是可以疊加的。

那麼,在地面上用手電筒射出的光線和在高鐵上用手電筒射出的光線速度還是一樣的嗎。

這個問題困擾了科學家們很久,直到麥克斯韋方程組的出現以及「光速是不變的」這個結論的得出,也就是光速不變原理,即光速相對於任何觀察者來說,都是不變的。

人類是怎麼測量光速的

6樓:四葉草聊民生

齒輪測速法。齒輪測速法較為精確並且可信地測出了光速的值。之後不久(1861-1862年)就出現了偉大的麥克斯韋(1831-1879,蘇格蘭物理學家),給出了麥克斯韋方程組,完美的描述了電磁波的運動,他從方程組中得出電磁波的速度約為c=3*10^8m/s,非常接近當時光速的值,於是他大膽的猜測光就是一種特殊頻率的電磁波。

後來的實驗確實證明了他的猜測。

光速測量史。

人類歷史上首次測量光速是在1676年。當時丹麥天文學家奧勒·羅默通過研究木星的衛星木衛一發現光速是有限的,並不是無限的,並由此估計出了光速的值。他估算的過程如下圖所示:

其中的大環是地球繞太陽的軌道,小環是木衛一繞木星的軌道。當地球遠離木星(從l到k)和接近木星(從f到g)時,木衛一從木星的陰影裡(c到d)出來的時間會產生變化,從這個變化可以就知道光速是有限的,再加上木衛一繞木星的公轉週期和地球的公轉週期以及公轉速度,就可以估算出光速了。從這中方法估計出的光速誤差很大,約為, 比實際值小26%。

為什麼人類要測量光速?

7樓:吉時曾鈴

光速的測定在光學的發展史上具有非常特殊而重要的意義。它不僅推動了光學實驗的反站,也打破了光速無限的傳統觀念;在物理學理論研究的發展里程中,它不僅為粒子說和波動說的爭論提供了判定的依據,而且最終推動了愛因斯坦相對論理論的發展。

在光速的問題上物理學界曾經產生過爭執,克卜勒和笛卡爾都認為光的傳播不需要時間,是在瞬時進行的。但伽利略認為光速雖然傳播得很快,但卻是可以測定的。1607年,伽利略進行了最早的測量光速的實驗。

伽利略的方法是,讓兩個人分別站在相距一英里的兩座山上,每個人拿乙個燈,第乙個人先舉起燈,當第二個人看到第乙個人的燈時立即舉起自己的燈,從第乙個人舉起燈到他看到第二個人的燈的時間間隔就是光傳播兩英里的時間。但由於光速傳播的速度實在是太快了,這種方法根本行不通。但伽利略的實驗揭開了人類歷史上對光速進行研究的序幕。

1676年,丹麥天文學家羅麥第一次提出了有效的光速測量方法。他在觀測木星的衛星的隱食週期時發現:在一年的不同時期,它們的週期有所不同;在地球處於太陽和木星之間時的週期與太陽處於地球和木星之間時的週期相差十四五天。

他認為這種現象是由於光具有速度造成的,而且他還推斷出光跨越地球軌道所需要的時間是22分鐘。1676年9月,羅麥預言預計11月9日上午5點25分45秒發生的木衛食將推遲10分鐘。巴黎天文臺的科學家們懷著將信將疑的態度,觀測並最終證實了羅麥的預言。

羅麥的理論沒有馬上被法國科學院接受,但得到了著名科學家惠更斯的贊同。惠更斯根據他提出的資料和地球的半徑第一次計算出了光的傳播速度:214000千公尺/秒。

雖然這個數值與目前測得的最精確的資料相差甚遠,但他啟發了惠更斯對波動說的研究;更重要的是這個結果的錯誤不在於方法的錯誤,只是源於羅麥對光跨越地球的時間的錯誤推測,現代用羅麥的方法經過各種校正後得出的結果是298000千公尺/秒,很接近於現代實驗室所測定的精確數值。

1725年,英國天文學家布萊德雷發現了恆星的"光行差"現象,以意外的方式證實了羅麥的理論。剛開始時,他無法解釋這一現象,直到1728年,他在坐船時受到風向與船航向的相對關係的啟發,認識到光的傳播速度與地球公轉共同引起了"光行差"的現象。他用地球公轉的速度與光速的比例估算出了太陽光到達地球需要8分13秒。

這個數值較羅麥法測定的要精確一些。菜德雷測定值證明了羅麥有關光速有限性的說法。

光的速度是誰用什麼方法測算出 來的

8樓:華源網路

最早測量光速的是伽利略,他設計了乙個實驗來測光速,在西元1635年和助理各帶著一盞燈,在距離一公里遠的二個山頭進行了光速的測量。這個實驗說來容易,但是仔細想想,當時可是沒有什麼無線電通訊器材,甚至計時的工具也沒有我們現在方便及精確,能夠這樣做實驗,雖然沒有得到確切的結果,但是精神實在可佩。

幾十年之後,丹麥物理學家羅美爾(1644~1710)用天文觀測的方法,第乙個證明了光傳播的速度是乙個有限值。他是利用木星和它的一顆衛星的執行來計算光的速度,1676年他發表的結果是 為上角標) m/s.之後有很多科學家陸陸續續利用天文的方法來測光速,得到的數值接近 3×108(8為上角標) m/s.

第一位在地面上做實驗,把光速測出來的是法國科學家菲佐,他設計了乙個巧妙的實驗,在1849年,利用乙個720齒的齒輪和反射鏡,量出光速為為上角標)m/s.此實驗的原理是光源s發出光線,經l透鏡聚焦成像,再經由面鏡m反射 ( 此面鏡可以使部份光線穿透 ),而成像在f,此f位置剛好在齒輪w的一孔,然後光由齒輪的孔射出,此孔位置剛好是透鏡l1的焦點,光經由l1折射後平行射出 ( 由焦點射出的光,經透鏡折射後會平行主軸 ),而到達遙遠的另一端的透鏡l2,當光經l2匯聚到平面鏡m,再經面鏡m反射,沿著原方向反射回來,再經l2、l1、f、m,再經透鏡l3,到達觀察者的眼睛e.今將齒輪w旋轉,由齒輪孔穿過的光形成一閃一閃的現象 ( 因為當孔轉到光線位置時才有亮光 ),而光來回d1之距離其所費時間恰好是齒輪移動乙個孔的時間 ( 或其倍數 ),於是利用速率=距離÷時間,光速就大約可以算出來。

菲左之所以會成功,是他懂得利用機械,而使具有許多齒孔的齒輪快速轉動,因此可以利用齒輪的孔移動一格的極短暫的時間來測光速,之前其它的人測光速均失敗,就是因為光速實在太快,又無法將時間控制到極短暫,所以沒有成功。1920年,美國的邁克森(1852~1931)用旋轉的八面鏡取代齒輪,來測光速,經過幾百次的測量結果所得的數值為 為上角標)m/s.能做到這麼精確,實在了不起,這也是乙個工程浩大的實驗。

在這個實驗中,八面鏡和光源是分別放在二個山頭(和伽利略的實驗很像),相距 35 公里。現在人們測量光速的辦法已經很多啦,而且只用一臺很小的儀器就可以解決,用不著再搞什麼龐大的工程了。

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