科学家首次发现光速有限的是在什么时候?怎么发现的?

作者&投稿:撒生 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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科学家首次发现光速有限的,是在1676年的时候,在这一年里,丹麦天文学家奥勒·罗默通过一种特殊的天文现象——“木卫一蚀”,首次证实了光速是有限的。

“木卫一”是木星的一颗天然卫星,其平均直径约为3642公里,是木星的四颗伽利略卫星中的一员(由伽利略于1610年1月发现),也是太阳系中的第四大卫星。



观测数据表明,“木卫一”有一种特殊的表现,那就是它会有规律地“突然消失”,过一段时间之后,它又会在另一个位置上“突然出现”。为什么会这样呢?原理其实并不复杂。

这是因为“木卫一”围绕木星的公转轨道与木星围绕太阳的公转轨道几乎位于同一个平面上,所以我们就会从地球上观察到,“木卫一”会有规律地“躲”到木星“背后”的阴影区,看上去就像是这颗卫星突然消失了,过一段时间之后,“木卫一”又会离开木星“背后”的阴影区,此时我们就会观察到它在另一个位置上突然出现了。



这种天文现象就称为“木卫一蚀”,那这跟“光速是有限的”有什么关系呢?我们接着看。

由于地球和木星围绕太阳的公转并不是同步的,并且这两颗星球的公转轨道也不是标准的圆形,因此地球和木星的距离会不断地发生变化(最近时的距离约为6.3亿公里,最远时的距离约为9.3亿公里),具体表现为:在有些时候,地球会离木星越来越远,有时会离木星越来越近。

奥勒·罗默的发现是:当地球处于远离木星的运动状态的时候,“木卫一”从“消失”到“出现”的时间间隔就会变长,而当地球处于接近木星的运动状态的时候,这个时间间隔则会变短。



奥勒·罗默认为,“木卫一”围绕木星公转的轨道是固定的(公转周期大约为42.5小时),假如光速真的是无限的话,那无论地球是在远离木星,还是在接近木星,“木卫一”从“消失”到“出现”的时间间隔都应该是恒定的,但实际情况却并非如此,据此就可以得出,光速其实是有限的。

简单来讲就是,假设地球正在远离木星,在地球上的我们看到“木卫一”消失之后,它与我们的距离其实是在不断增加,这就意味着,当“木卫一”在过了一段时间之后重新出现时,它就离我们更远了,所以从“木卫一”发出的光就需要更多的时间才能抵达地球,在我们看来,“木卫一”从“消失”到“出现”的时间间隔就变长了。



反过来讲,假设地球正在接近木星,那么在“木卫一”消失一段时间之后重新出现时,它就会离我们更近,它发出的光就可以更快地抵达地球,所以我们就会观察到,它从“消失”到“出现”的时间间隔变短了。

奥勒·罗默提出的观点很快得到了科学界的普遍认同,在此之后,荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯根据该理论以及当时的天文观测数据,首次计算出了人类科学史上的第一个光速值:每秒钟21.4万公里。可以看到,这与实际情况相差很多,不过以那时的观测水平来讲,这也可以理解。

总而言之,“木卫一蚀”这种特殊的天文现象,有力地证实了光速是有限的,只不过快得异乎寻常,而这也为科学家们在接下来的日子里精确地测量出光速打下了坚实的基础。



1676年之前,科学家就已经通过简单的实验去验证光速。只不过当时的验证条件和验证结果不尽如人意,这才无法成为第一次验证光速的时间点。 1676年,来自丹麦的科学家首次利用卫星,不断地反复进行实验,最终得到可靠答案。

科学家首次发现光速有限的是在1676年,丹麦天文学家奥勒·罗默通过一种特殊的天文现象——“木卫一蚀”,首次证实了光速是有限的。

在历史上第1个意识到光速有限的科学家是伽利略,1727年,英国天文学家布拉得雷利用恒星光行差现象估算出光速。

据目前已发现的文献记载,对光速的最早研究甚至可以追溯到古希腊时期。罗默对这种现象观察了九年,积累了大量的观测数据。罗默分析这些数据时发现了一个很奇怪的问题:当地球逐渐靠近木星时,“木卫食”发生的时间间隔会逐渐缩小,而当地球逐渐远离木星时,“木卫食”发生的时间间隔也会逐渐变大。

第一个测量光速的科学家是谁?
答:1676年丹麦天文学家罗默(1644~1710)用天文观测的方法,发现光是以有限速度传播的.利用罗默观测到的数据可以计算出光速的大小.这种方法就属于利用大距离的方法.为了在地面上不太长的距离内测定光速,科学家们设计了各种巧妙的实验方法,以便准确地测出很短的时间间隔.1849年法国物理学家斐索(1819~...

是哪个科学家在那一年测出光速的
答:1676年奥勒·罗默使用望远镜研究木星的卫星艾欧的运动,第一次定量的估计出光速。参考资料:http://baike.baidu.com/view/18638.htm

光速是怎么算出来的?
答:1676年,丹麦天文学家O.C,罗默利用木星卫星的星蚀时间变化证实光是以有限速度传播的。1727年,英国天文学家J.布拉得雷利用恒星光行差现象估算出光速值为c=303000千米/秒。光速的测定包含着对光所通过的距离和所需时间的量度,由于光速很大,所以必须测量一个很长的距离和一个很短的时间,大地测量法就...

光速这么快,当初人类是如何检测出来的?
答:历史上,人们对每一次对光的认识都是物理学上的飞跃。在最早的时候,有很多科学家认为光的速度是无限大的。后来一个叫罗默的丹麦天文学家发现光的传播速度是有限的。那么他是如何发现的呢?原来罗默在观察木星上的“日全食”或“月全食”时发现,每次观察到木星的一号卫星刚消失到...

光的传播,光速是如何被发现的?
答:光速在很早很早以前就被科学家们发现了,当时的科学家们认为光速是不可测量,瞬间的东西,直到后来有个天才的科学家偶然观察到光速的规律,总结出光速是可以被测量的,这在当时科学界引发了不小的震动,那么究竟是谁率先发现了光速可以被观察测量的呢?下面我们一起来说道说道。一、打破常识,第一位尝试...

光的传播速度最早是怎么算的
答: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?他们是怎麼做实验量出来的?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值。伽利略设计了一个实验来测光速,他在西元1635年和助理各带著一...

光在真空中的速度
答:如果认为光速是有限的,那就能很好的解释这个现象,在这个基础上,奥勒·罗默进一步的计算出光速的数值大约为每秒21万公里左右。这个数值在今天看来,虽然数量级对上了,但数值相差还是比较大的,然而不可否认的是,在三百多年前首次测出的光速能有这样的精准度还是可以的。之后还有科学家提出利用恒星的...

光在空气中的传播速度是通过哪些实验证明的
答:伽利略虽然初试受挫,但他发明了望远镜,观察了木星和它的几颗主要卫星,还说过,利用木星的卫星时常消失可以用来做黄径的测量,这些工作使一位后来的科学家受到了启发,并用这种方法证明了光速是有限的。此人就是丹麦青年科学家罗默。罗默生于奥尔胡斯,在哥本哈根受过教育,后来移居巴黎。在罗默来巴黎的30年前,意大利天文学...

光的速度是怎么计算出来的?
答: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...

是谁最先测量光速的,是怎样测量出来的?
答:不过当时并没有那么强大的计时器,而且光速传播速度实在是太快了,只能使用自己的脉搏来记录测量时间。于是伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕。测定光速这件事,奠定十七世纪以来所展开的关于光本性争论的重要基础。但是,由于受当时实验环境的局限性,科学家们只能以天文方法测定光在真空中的...