光速这么快,当初人类是如何检测出来的?

作者&投稿:阚瑗 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
光速是如何被人类检测出来的?~

光速是怎样测量出来的

光速高达每秒钟299792458米,如果以光速前进,那么我们只需大约1.3秒就可到月球。相信大家在对光的速度表示惊叹的同时,也会感到好奇,这么快的速度是怎么测出来的?

伽利略的实验
光的速度是如此之快,以至于在日常生活的尺度下,人们根本就无法意识到光从A处传播到B处还需要花费时间。在古代世界,人们普遍认为光是没有速度的。一束光在出发的同时就抵达了终点。
到了17世纪,意大利科学家伽利略决定做一个实验来测量一下光的速度。伽利略设计的实验是这样的:两个人各自拿着一盏灯笼分别站在两座山头上,每个人都用挡板把手中的灯笼遮住。接下来,一个人把自己的手中的挡板拿掉,对面山头的人在看到灯光后立刻把自己手中的挡板也拿掉。第一个人则记录下从自己拿掉挡板到看到对方手中灯笼的时间,这就是光线在两座山头之间跑一个来回的时间。用两座山头之间的距离除以时间,就可以得到光的速度了。
几百年以前,有不少人都认为光的速度是无限的,无论是多远的距离,光都可以瞬间到达。然而对于物理学家而言,这种观点是很难让人接受的,所以在1638年,物理学家伽利略就设计了一个实验。
根据他的设想,实验人员甲和乙一人一盏配有遮光板的灯,分别站在两座山的山顶(彼此能够看到),一切准备就绪之后,甲打开遮光板,同时记录时间,而乙在看到灯光之后,也马上打开遮光板,同时记录好时间,当甲看到乙的灯光之后,再次记录时间。


“每秒钟299792458米”是怎么来的?
1865年,物理学家麦克斯韦发表了大名鼎鼎的麦克斯韦方程组,以一种几乎完美的方式描述了经典电磁学中的一切,在此之后人们很快就意识到,光其实也是一种电磁波。

这也就意味着,只需要测量出光的频率和波长,就可以利用“波速等于波长乘以频率”这个公式计算出光速,不过由于测量技术的限制,人们迟迟没有通过这种方法计算出准确的光速。
随着时间的推移,相关的测量精度也在日益提高,研究人员计算出的光速也越来越接近实际值,在1983年的国际计量大会上,1米被重新定义为“光在真空中前进1/299792458秒的距离”,换句话来讲就是:“真空中的光速为每秒钟299792458米”。

大家都知道,光的速度可以达到约3*10的8次方米每秒,这个数值的概念相当于光可以1秒绕7.5圈赤道。如此快的速度会让大家感到惊讶,但是不知道有没有人想过,如此快的速度,在早期科学技术并不发达的时代,科学家是怎样测出光速的呢?

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出现时的时间间隔不一样。对此他的解释是:因为木卫一刚消失时传播到地球上需要一点时间,而在木卫消失的这段时间,地球的自转导致地球离木星更近,之后木卫一再出来时由于距离更近的缘故,光线传播到地球上的时间更短,晚发现失踪,早发现出现,导致了每次木卫一消失的时间不同。而且经过他的粗略计算,光的速度大约是2.25*10的8次方米每秒,当然这个数据有很大误差,但至少人们知道了光速是有限的。

后来有很多人用了各种实验方法测光速。直到1849年,法国物理学家阿曼德斐索想出了一个绝妙的方法测光速,也就是旋转齿轮法。他将光源通过齿轮的齿缝折射出去,而自己则在半透镜后观察。当齿轮开始转动并达到一定速度后,光从齿缝进入,而在通过反射镜返回时,原来的齿缝刚好转走,光线会照射在齿轮上,此时就观察不到光线。而当齿轮继续加速,反射的光线可以恰好通过下一个齿缝并被观察到。这样只需要知道齿轮的转速,齿数以及观察者到反射镜的距离,就能计算出光速了。最终他算出光速为3.15*10的8次方米每秒,这个很接近实际数值。

之后,迈克尔孙设计了八面镜实验测出光速为3*10的8次方米每秒,这个就更接近实际数值了。但是他想光在真空可以传播,它的传播速度是相对于哪个参考系呢?他把这个参考系命名为以太参考系,又设计很多实验想找出以太,最终失败。而以太寻找的失败又导致了相对论的诞生。所以光的每一次认识都是物理学的飞跃。



光速是一个时间单位,一些科学家通过公式的一个计算,然后计算地球一圈大概是要多久,就这样可以检测出光速的一个速度是多少了 。

计算出来的。因为光速非常快,人类的仪器无法直接检测出来,所以是计算出来的。

科学家通过旋转齿轮法方式测出来的,他通过齿缝的折射,然后在八倍镜上通过反射的距离检测出来的。

早期的光速是怎么测量出来的?



光速这么快,当初人类是如何检测出来的?
答:大家都知道,光的速度可以达到约3*10的8次方米每秒,这个数值的概念相当于光可以1秒绕7.5圈赤道。如此快的速度会让大家感到惊讶,但是不知道有没有人想过,如此快的速度,在早期科学技术并不发达的时代,科学家是怎样测出光速的呢?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...

既然至今人类还未实现超越光速,那么光速是怎样才被人类测出来的呢...
答:测光速的人很多,而科学家现在还在不断地进行精确,最早的测光速实验是伽利略做的,分别在两个山头打灯,结果是测不出,后来又经历了很多代科学家的努力。在麦克斯韦时代,斐索齿轮实验法就测得比较可以接受的范围,而麦克斯韦又通过方程推导得出电磁波速度与实验中光速很接近,所以断言光速是一种电磁波。...

光速是如何被人类检测出来的?
答:那么人们就会比较疑惑,光的速度那么快,光速是如何被人类检测出来的?其实是伟大的科学家迈克尔逊测量出光的速度的,他是使用八面镜实验来完成光速测量的。在很久以前的时候,很多科学家都认为光速是无法进行测量的,也是无限大的,因为光没有尽头的会向前进行传播。通过科学家的一些实验证明,光速是世界上...

光速是怎么被测量出来的?
答:那么在光达到M镜后再反射回来时所经过的时间△t内,齿轮将转过一个角度.如果这时a与a’之间的空隙为齿a(或a’)所占据,则反射回来的光将被遮断,因而观察者将看不到光.但如齿轮转到这样一个角度,使由M镜反射回来的光从另一齿间空隙通过,那么观察者会重新看到光,当齿轮转动得更快,反射光...

人类是怎样测量光的速度? 答对加分
答: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...

光速是至今为止人类发现的最大速度,光速是怎么测量的呢?
答:虽然他的一些理论被推翻了,但在当时非常流行,甚至被捧上天。几百年前,很多人认为光速是无限的,无论多远,光都可以瞬间到达。然而这种观点物理学家很难接受,于是在1638年,物理学家伽利略设计了一个实验。以亚里士多德为代表的古希腊人也认为光速是最快的。但与爱因斯坦不同,他们认为光速是无限的,...

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...

光速很快,那光的传播速度是怎样得到的?
答:光速的测量方法: 最早光速的准确数值是通过观测木星对其卫星的掩食测量的。还有转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法。 光速的测量,首先在天文学上获得成功,这是因为宇宙广阔的空间提供了测量光速所需要的足够大的距离.早在1676年丹麦天文学家罗默(1644—1710)首先测量了光速....

光速这么快的速度人类都能测量出来
答:只要思想不滑坡,办法总比困难多!测量的基本思想就是,化难测为易测。原子直径小,没法测,那就看它的X射线衍射形状在胶片/CCD上的投影,用尺子都能量距离。两个铁球之间的引力大小难测,就把这个引力的作用放到扭秤上,看到的是光斑的位移,用尺子就能量。光速难测,那就把这个问题转化成一个测量某...