速度是光的速度,求解科学家是怎么计算光所走的时间
真空中的光速是古老物理常数伊,伽利略曾经建议让光都走7.5千米的距离来测量它的速度,但是失败了,因为使用的设备并不完美。1676年的时候,丹麦天文学家罗默首次提出了一种测量光速的有效方法,利用木星卫星的侵蚀,根据罗默提出的数据和地球半径,惠更斯第一次计算出光的传播速度约为200000千米/秒。
在1728年的时候,英国天文学家布拉德利计算出光速为310000千米/秒,在1849年的时候,法国FISO测量的光速为315000千米/秒,1850年的时候,法国物理学家傅柯测得的光速为298000千米/秒,1874年,康沃尔测得的光速为299990千米/秒。接下来,测量光速的终生目标是,迈克尔逊于1873年从美国海军学院毕业,并留在学校教授物理和化学。
大约5年后,开始测量光速,然后前往欧洲,在德国和法国研究光学。回家后,他离开了海军,成为凯斯学院的物理学教授,迈克尔逊在1907年获得了诺贝尔物理学奖,因为他对精密光学仪器以及借助这些仪器的光谱学和计量学研究工作做出了贡献,迈克尔逊自己设计了一个旋转镜和一个干涉仪来测量微小的长度,折射率和波长。
在1879年的时候,他的光速为299910±5千米/秒,在1882年的时候,他的光速为299853±6千米/秒,理论上,它是相同的,300,000千米/s,但电流的传输取决于介质线,因为导线有电阻,我们可以看到电比光慢。
关于光和电的速度那么快科学家是怎样计算出来的呢的问题,今天就解释到这里。
1607年,伽利略进行了最早的测量光速的实验。
伽利略的方法是,让两个人分别站在相距一英里的两座山上,每个人拿一个灯,第一个人先举起灯,当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯,从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间。但由于光速传播的速度实在是太快了,这种方法根本行不通。但伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕。
1676年,丹麦天文学家罗麦第一次提出了有效的光速测量方法。他在观测木星的卫星的隐食周期时发现:在一年的不同时期,它们的周期有所不同;在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天。他认为这种现象是由于光具有速度造成的,而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟。1676年9月,罗麦预言预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度,观测并最终证实了罗麦的预言。
罗麦的理论没有马上被法国科学院接受,但得到了著名科学家惠更斯的赞同。惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度:214000千米/秒。虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远,但他启发了惠更斯对波动说的研究;更重要的是这个结果的错误不在于方法的错误,只是源于罗麦对光跨越地球的时间的错误推测,现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是298000千米/秒,很接近于现代实验室所测定的精确数值。
1725年,英国天文学家布莱德雷发现了恒星的"光行差"现象,以意外的方式证实了罗麦的理论。刚开始时,他无法解释这一现象,直到1728年,他在坐船时受到风向与船航向的相对关系的启发,认识到光的传播速度与地球公转共同引起了"光行差"的现象。他用地球公转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要8分13秒。这个数值较罗麦法测定的要精确一些。菜德雷测定值证明了罗麦有关光速有限性的说法。
光速的测定,成了十七世纪以来所展开的关于光的本性的争论的重要依据。但是,由于受当时实验环境的局限,科学家们只能以天文方法测定光在真空中的传播速度,还不能解决光受传播介质影响的问题,所以关于这一问题的争论始终悬而未决。
十八世纪,科学界是沉闷的,光学的发展几乎处于停滞的状态。继布莱德雷之后,经过一个多世纪的酝酿,到了十九世纪中期,才出现了新的科学家和新的方法来测量光速。
1849年,法国人菲索第一次在地面上设计实验装置来测定光速。他的方法原理与伽利略的相类似。他将一个点光源放在透镜的焦点处,在透镜与光源之间放一个齿轮,在透镜的另一测较远处依次放置另一个透镜和一个平面镜,平面镜位于第二个透镜的焦点处。点光源发出的光经过齿轮和透镜后变成平行光,平行光经过第二个透镜后又在平面镜上聚于一点,在平面镜上反射后按原路返回。由于齿轮有齿隙和齿,当光通过齿隙时观察者就可以看到返回的光,当光恰好遇到齿时就会被遮住。从开始到返回的光第一次消失的时间就是光往返一次所用的时间,根据齿轮的转速,这个时间不难求出。通过这种方法,菲索测得的光速是315000千米/秒。由于齿轮有一定的宽度,用这种方法很难精确的测出光速。
1850年,法国物理学家傅科改进了菲索的方法,他只用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜。平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上,同样用平面镜的转速可以求出时间。傅科用这种方法测出的光速是298000 千米/秒。另外傅科还测出了光在水中的传播速度,通过与光在空气中传播速度的比较,他测出了光由空气中射入水中的折射率。这个实验在微粒说已被波动说推翻之后,又一次对微粒说做出了判决,给光的微粒理论带了最后的冲击。
1928年,卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。1951年,贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793千米/秒。
光波是电磁波谱中的一小部分,当代人们对电磁波谱中的每一种电磁波都进行了精密的测量。1950年,艾森提出了用空腔共振法来测量光速。这种方法的原理是,微波通过空腔时当它的频率为某一值时发生共振。根据空腔的长度可以求出共振腔的波长,在把共振腔的波长换算成光在真空中的波长,由波长和频率可计算出光速。
当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频率求得的。1958年,弗鲁姆求出光速的精确值:299792.5±0.1千米/秒。1972年,埃文森测得了目前真空中光速的最佳数值:299792457.4±0.1米/秒。
光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验,也打破了光速无限的传统观念;在物理学理论研究的发展里程中,它不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据,而且最终推动了爱因斯坦相对论理论的发展。
在光速的问题上物理学界曾经产生过争执,开普勒和笛卡尔都认为光的传播不需要时间,是在瞬时进行的。但伽利略认为光速虽然传播得很快,但却是可以测定的。1607年,伽利略进行了最早的测量光速的实验。
伽利略的方法是,让两个人分别站在相距一英里的两座山上,每个人拿一个灯,第一个人先举起灯,当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯,从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间。但由于光速传播的速度实在是太快了,这种方法根本行不通。但伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕。
1676年,丹麦天文学家罗麦第一次提出了有效的光速测量方法。他在观测木星的卫星的隐食周期时发现:在一年的不同时期,它们的周期有所不同;在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天。他认为这种现象是由于光具有速度造成的,而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟。1676年9月,罗麦预言预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度,观测并最终证实了罗麦的预言。
罗麦的理论没有马上被法国科学院接受,但得到了著名科学家惠更斯的赞同。惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度:214000千米/秒。虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远,但他启发了惠更斯对波动说的研究;更重要的是这个结果的错误不在于方法的错误,只是源于罗麦对光跨越地球的时间的错误推测,现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是298000千米/秒,很接近于现代实验室所测定的精确数值。
1725年,英国天文学家布莱德雷发现了恒星的“光行差”现象,以意外的方式证实了罗麦的理论。刚开始时,他无法解释这一现象,直到1728年,他在坐船时受到风向与船航向的相对关系的启发,认识到光的传播速度与地球公转共同引起了“光行差”的现象。他用地球公转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要8分13秒。这个数值较罗麦法测定的要精确一些。菜德雷测定值证明了罗麦有关光速有限性的说法。
光速的测定,成了十七世纪以来所展开的关于光的本性的争论的重要依据。但是,由于受当时实验环境的局限,科学家们只能以天文方法测定光在真空中的传播速度,还不能解决光受传播介质影响的问题,所以关于这一问题的争论始终悬而未决。
十八世纪,科学界是沉闷的,光学的发展几乎处于停滞的状态。继布莱德雷之后,经过一个多世纪的酝酿,到了十九世纪中期,才出现了新的科学家和新的方法来测量光速。
1849年,法国人菲索第一次在地面上设计实验装置来测定光速。他的方法原理与伽利略的相类似。他将一个点光源放在透镜的焦点处,在透镜与光源之间放一个齿轮,在透镜的另一测较远处依次放置另一个透镜和一个平面镜,平面镜位于第二个透镜的焦点处。点光源发出的光经过齿轮和透镜后变成平行光,平行光经过第二个透镜后又在平面镜上聚于一点,在平面镜上反射后按原路返回。由于齿轮有齿隙和齿,当光通过齿隙时观察者就可以看到返回的光,当光恰好遇到齿时就会被遮住。从开始到返回的光第一次消失的时间就是光往返一次所用的时间,根据齿轮的转速,这个时间不难求出。通过这种方法,菲索测得的光速是315000千米/秒。由于齿轮有一定的宽度,用这种方法很难精确的测出光速。
1850年,法国物理学家傅科改进了菲索的方法,他只用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜。平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上,同样用平面镜的转速可以求出时间。傅科用这种方法测出的光速是298000 千米/秒。另外傅科还测出了光在水中的传播速度,通过与光在空气中传播速度的比较,他测出了光由空气中射入水中的折射率。这个实验在微粒说已被波动说推翻之后,又一次对微粒说做出了判决,给光的微粒理论带了最后的冲击。
1928年,卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。1951年,贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793千米/秒。
光波是电磁波谱中的一小部分,当代人们对电磁波谱中的每一种电磁波都进行了精密的测量。1950年,艾森提出了用空腔共振法来测量光速。这种方法的原理是,微波通过空腔时当它的频率为某一值时发生共振。根据空腔的长度可以求出共振腔的波长,在把共振腔的波长换算成光在真空中的波长,由波长和频率可计算出光速。
当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频率求得的。1958年,弗鲁姆求出光速的精确值:299792.5±0.1千米/秒。1972年,埃文森测得了目前真空中光速的最佳数值:299792457.4±0.1米/秒。
光速的测定在光学的研究历程中有着重要的意义。虽然从人们设法测量光速到人们测量出较为精确的光速共经历了三百多年的时间,但在这期间每一点进步都促进了几何光学和物理光学的发展,尤其是在微粒说与波动说的争论中,光速的测定曾给这一场著名的科学争辩提供了非常重要的依据
光是可以看见的,所以还是比较好测量的,速度太快?让它走足够远的距离就好计算时间了。
光的速度是多少,求解!
真空下最快是3*10^8m\/s。其他环境下不尽相同但大体相似
光的速度与温度有关吗?
光是电磁波,无论在哪传播都不直接受温度影响,但由介质的折射率决定,并受光自身频率影响.光在空气中传播时,由于温度影响空气的密度,进而影响了折射率,因而光在空气中间接受温度影响,但这影响是非常小的.光传播是"不需要介质",光速与介质有关与光在真空中也能传播并不矛盾,而光速是由介质折射率决定...
光的传播速度是多少?
光在真空中的速度:2.99792458×10^8m\/s。光在水中的速度:2.25×10^8m\/s。光在玻璃中的速度:2.0×10^8m\/s 。光在冰中的速度:2.30×10^8m\/s。光在空气中的速度:3.0×10^8m\/s(约数,实际上应小于299792458米\/秒) 。光在酒精中的速度:2.2×10^8m\/s。光指能刺激人的视觉的电磁...
光的速度是怎么算出来的
惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度:214000千米\/秒。虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远,但他启发了惠更斯对波动说的研究;更重要的是这个结果的错误不在于方法的错误,只是源于罗麦对光跨越地球的时间的错误推测,现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是29800...
灯光的速度是光速吗?
灯光的速度是光速。前面的同学,把光速说得很清楚,不必重复。这是重点说一下光的亮度如何衡量。光是能量,光的亮度(强度)是单位面积的光功率,即瓦特每平方米,电功率也用瓦特衡量,一千瓦特就是一度电。灯光强度的国际通用单位是坎德拉,拉丁文蜡烛的意思,歌曲”烛光里的妈妈“里的那个烛光成了基准...
如何测量光的速度?
激光测速法 1970年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先运用激光测定光速,这个方法的原理是同时测定激光的波长和频率来确定光速(c=vλ),由于激光的频率和波长的测量精确度已大大提高,所以用激光测速法的测量精度可达十的负九次方,比以前已有最精密的实验方法提高精度约100倍。除了以上介绍的几种...
光速如何測定求解
转动的角速度.l0为M2到M3的间距,l为透镜L到光源S的间距,△s为s的像移动的距离.因此直接测量w、l、l0、△s,便可求得光速. 在傅科的实验中:L=4米,L0=20米,△s=0.0007米,W=800×2π弧度\/秒,他求得光速值c=298000±500km\/s. 另外,傅科还利用这个实验的基本原理,首次测出了光在介质(...
光的速度是最快的吗求解
子才起作用,并且很容易根据这种光的发射角度估计出这些 粒子的速度。能量极高的宇宙线的运动速度已经非常接近真 空中的光速,因此,它们就是在空气中也会产生切伦科夫辐射。快子——这是人们所假设的一种只能以超过真空中光速 的速度运动的粒子——即使在真空中也应该会留下一道非常 短暂的闪光。因此,...
科学家是如何证明光是存在速度的,用了什么实验方法?
但由于光速传播的速度实在是太快了,这种方法无法成功。但伽利略的实验,算是揭开了人类历史上对光速研究的序幕。1849年费索用旋转齿轮法测量光速。试验在晴朗的夜晚开始,在望远镜能看清在的十公里位置放置一面镜子,然后点燃蜡烛,调整好镜子角度,这时候烛光恰好被反射回来。为了让光不要发散的太厉害,...
光是怎么传播的?
声音的传播需要物质,物理学中把这样的物质叫做声的介质。声的传播速度:V气<V液<V固,常温(15°)下,钢铁(固体)中的声速约为5200米每秒,液体中的声速约为1500米每秒,空气中的声速,15摄氏度时约340米每秒,25摄氏度时约346米每秒。声在不同温度下的传播速度:V高>V低(指温度)。光传播...
移辰甘油: 可在网络上查到相关资料,算是科学史的内容.光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义.它不仅推动了光学实验,也打破了光速无限的传统观念;在物理学理论研究的发展里程中,它不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的...
卢龙县13423298750: 科学家是怎么算出光速的了? - ?
移辰甘油:[答案] 1607年伽利略最早做了测定光速的尝试:让两个实验者在夜间每人各带一盏遮蔽着的灯,站在相距约1.6km的两个山顶上,... 然后根据记下的时间间隔和两山顶间的距离计算出光的传播速度.这种测量光速的方法,原理虽然正确,但是却没能测出光速...
卢龙县13423298750: 光速是如何计算的 - ?
移辰甘油: 1607年伽利略最早做了测定光速的尝试:让两个实验者在夜间每人各带一盏遮蔽着的灯,站在相距约1.6km的两个山顶上,第一个实验者先打开灯,同时记下开灯的时间,第二个实验者看到传来的灯光后,立刻打开自己的灯,第一个实验者看到...
卢龙县13423298750: 光的速度是谁用什么方法测算出 来的 - ?
移辰甘油:[答案] 最早测量光速的是伽利略,他设计了一个实验来测光速,在公元1635年和助理各带着一盏灯,在距离一公里远的二个山头进... 他是利用木星和它的一颗卫星的运行来计算光的速度,1676年他发表的结果是 2.1*108(8为上角标) m/s.之后有很多科学家...
卢龙县13423298750: 光的传播速度最早是怎么算的 - ?
移辰甘油: 很多人都知道光的速度是 3*108 m/s,每秒钟可以绕地球七圈半.但是你知不知道科学家是怎样知道这个答案的?他们是怎麽做实验量出来的?光速究竟有多大?刻卜勒和笛卡儿认为光速是瞬间传递,是一个无限大的值,伽利略则认为是有限...
卢龙县13423298750: 大家都知道光的速度是30万km/秒,那么这个数字是怎么算出来的? ?
移辰甘油: 光速测量的艰难历程 根据现代实验,光在真空中的传播速度为2.997*1010厘米/秒,它围绕地球赤道一圈的时间还不到1/7秒.这个速度太大了所以大多数古代学者,包括原...
卢龙县13423298750: 光的速度是怎样测出来的? - ?
移辰甘油: 微波谐振腔法(高中课本内) 1950年埃森最先采用测定微波波长和频率的方法来确定光速.在他的实验中,将微波输入到圆柱形的谐振腔中,当微波波长和谐振腔的几何尺寸匹配时,谐振腔的圆周长πD和波长之比有如下的关系:πD=2.404825λ...
卢龙县13423298750: 有谁知道光的速度是如何测试得来 - ?
移辰甘油: 1924—1927年,美国科学家迈克尔孙综合菲索和傅科测光速方法的优点,用旋转棱镜法,在美国海拔5500米、相距35千米的威尔孙山和圣安东尼奥山进行实验,精确地测得光速:c=299796±4千米/秒.非常接近1975年第15届国际计量大会决议采用的光速值c=299792.458±0.001千米/秒.
卢龙县13423298750: 光的速度是怎样测算出来的? - ?
移辰甘油: 楼上的大哥真强!高中的知识还记得.另一种算术方法:要是知道光的波长和振荡频率的话,那光的速度=波长*频率.那波长和频率怎么测量?这是物理学家们的事,我不管~~~~~~~~~~~~~~~~
卢龙县13423298750: 光速的测量方法是什么?怎么测定? - ?
移辰甘油:[答案] 光速是物理学中最重要的基本常数之一,也是所有各种频率的电磁波在真空中的传播速度.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.在光学和物理学的发展历史上,光速的测定...