科学家们怎样测定光速，科学家是怎么样测量计算光速的呢

科学家们怎样测定光速

科学家是怎么样测量计算光速的呢

在人类历史上，科学家对光速测量可以分为六个阶段。

1、首先，第一个发起挑战的是物理届大神伽利略，他设计了史上第一个的测定光速实验。早在1638年之前，他找来两个人和两盏灯笼，让他们分别站在两座相距一英里的山顶上。第一个人举起灯笼时便开始计时，第二个人看到第一个人的灯笼便也立即举起自己的灯笼，当第一个人看到第二个人的灯笼时便停止计时，这样一来二去就可以得到光行进两英里所需要的时间，从而求出光的速度。如今我们已经可以计算出，光行走两英里所需要的时间大约是11微妙，这是不可能被人所察觉的，所以说实验的误差太大，绝对不可能成功。

伽利略也承认，自己的实验没办法给出确切的光速，他只知道，光的速度一定非常快。虽然这个灯笼实验质朴得有点好笑，但是这个尝试却为光速的测定开了先河。作为科学界的红人，伽利略也引领时尚，为这个物理问题带来了不少关注。

2、第二个就是著名的罗默测定光，他是第一个通过实验测出光速的科学家，感兴趣可以查一下，这里做一下简单介绍。在巴黎天文台就职的丹麦天文学家奥勒·罗默（Ole Rmer）是世界上第一个通过实验测量给出光速具体数值的人。他进行推算的沙盘，大到让人感到不可思议：罗默是靠木星及其卫星的移动、与太阳及地球的位置关系估算出光速的。

这还要感谢日心说的创始人伽利略。1610年，伽利略通过望远镜发现木星周围的四个天体，并观测到它们会忽然消失，据此，他推断这四个天体是木星的卫星，在围绕木星旋转的某些时刻，它们会藏到木星的背后。这是伽利略推翻“日心说”的有力证据，这个现象也被称为“行星掩星”，而其中最靠近木星的卫星一号（木卫一）的此种现象，被称为“木卫一蚀”。罗默认为，虽然木卫一蚀的周期恒定，但由于地球与木星距离的改变，观测到木卫一蚀的时间也会有所改变。简单地说，当地球在公转轨道上靠近木星的位置上时，会更早地看见木卫一现踪，而当地球移动到离木星较远的位置上时，光行进到地球所需的时间就会变长，那么木卫一现踪的时间就会推迟。这个时间差足够大，比起伽利略的灯笼实验，可观测性要大多了。

罗默花了十几年时间来观测木卫一蚀，他只凭借着望远镜、手表，记录一年之中不同日子里木卫一蚀的时间差，再计算这些时刻地球位置的改变，便得到了非凡的结果：他预言，1676年11月9日上午5点25分45秒发生的木卫一现踪将推迟10分钟。巴黎天文台的其他同事怀着将信将疑的态度，观测并验证了他的预言。罗默还推算出光速大约为220000千米/秒。

3、第三次实验关键词是8公里外的反光镜，这个实验是第一次在地球上测量光速的实验。罗默过后的科学界一片沉寂，花了差不多两百年，才出现了愿意投身测量光速的新人。1849年，法国物理学家阿曼达·斐索（Armand Fizeau）首次在地球上测量出了光的速度。

斐索使用了一个拥有720个齿轮的遮板，旋转的速度为12.67转/时，通过这种方法，斐索算得光速是315000千米/米，之所以和目前的光速有着一定差距，是因为遮板齿轮拥有一定的宽度，因此限制了测算的精确度。

4、第四次测量实验同样是站在前辈的肩膀上，由物理学家傅科完成的（著名的傅科摆就是这家伙发明的）。1862年，法国物理学家莱昂·傅科（Léon Foucault）在斐索的实验基础上进行改良，将旋转的遮板换成了旋转的平面镜，光在远方折返回来后打在旋转镜上，只要知道平面镜的旋转速度、光束最后被平面镜反射出去的角度，就可以计算出光的速度。经过多次测算，傅科的光速刷新了历史，精确到了298000千米/秒，离如今的约299792千米/秒已经非常接近。

上面提到的测量方法，都是基于“距离-时间-速度”的公式计算的。想要提高精确度，唯一的方法就是拉长测算的距离。1926年，一个叫麦尔克逊的美国人将反射镜间的距离提高到了35公里，测得光速为299796千米/秒。这是当时最精确的数值，但很快人们就发现，想要计算最精确的数字，靠原始的光学法是行不通的。

5、从20世纪初开始，科学家们开始试着用电子学的方法测量光速。这也标志着，光速的测定从遥远的天上、田野里转移回了实验室中，科学家们埋头在微小的电路板间、精巧的光电器械中苦修。1972年，美国国家标准技术研究所的科学家们利用激光干涉法测量光速，得到了299792456±1.1米/秒的数值。

激光干涉法是什么意思呢？简单地说，一束频率已知的激光被分开成两半，行走不同的路径，之后再被汇合起来。科学家们在观察干涉图样的同时调整路径的长度，就可以计算出精确的波长、从而计算光速。

6、最后一次，就不是继续精确测量的，因为上一次实验已经足够精确。这个数值有多么精确呢？事实上，它唯一的不确定性主要来自于“米”定义的不确定性。也就是说，错的不是光速，而是米。为了解决这个问题，1983年，在第17届国际度量衡大会上，人们重新定义了“米”，从那以后，1米就是光在真空环境下1/299792458秒内通过的长度。这个决定彻底解决了光速测量的问题，给这段长达300 年的物理学史画上了圆满的句号。

以上就是关于科学家们怎样测定光速，科学家是怎么样测量计算光速的呢的全部内容，以及科学家们怎样测定光速的相关内容,希望能够帮到您。

本文链接：http://www.afey.cn/zhbk/28191.html
版权声明：本文来自用户投稿，不代表本站立场，如有侵犯到您的权益，请联系我们，我们将及时处理，共同维护良好的网络创作环境。