光速是如何测量的？ 光速是如何测量的？

第一个尝试测量光速的人是伽利略。 晚上，他和他的助手面对面站着，每人拿着一盏开着开关的灯（请注意，当时对电一无所知，更不用说电灯了。 当伽利略在某个时候打开灯时，一束光射向助手的方向，助手看到了灯并立即打开了自己的灯。

伽利略试图通过测量他打开灯和他看到他的助手打开灯之间的时间差来计算光速。 但是这个实验失败了，因为光的传播速度太快了，现在知道，为了用这种方法测量光速，必须能够测量到10 5秒的时差，这在当时是完全不可能的。

光速的第一个正确值是由天体测量的。 1675年，丹麦天文学家罗迈注意到，木卫二消失在木星阴影中的间隔各不相同，并且在每次月掩期间，木星与地球之间的距离会变长或变短。 他认识到这是由于光在不同的长度上传播不同的距离。

基于这个想法，Romael 推导出 c = 2 108 m/s。

直到 1849 年，光速才在地面实验中得到很好的测量。 当时，法国物理学家费索在这项工作中使用了高速齿轮。 1862年，福柯成功地开发了另一种确定光速的方法，使用高速旋转镜来测量微小的时间间隔。

下图是改进的实验装置的示意图。 旋转镜是正八边形钢棱镜，光源S发出的光在旋转镜面R上发射，被R反射后反射到35公里外的镜子C上，光线被反射回旋转镜。 所用时间为 t=2d c。

将镜子以时间 t 的角度转动。 在实验过程中，镜子的转速逐渐加快，当转速达到528 rpm时，它在t时间内正好转动了1 8次。 返回的光在棱镜的下一个面上，通过半透镜可以通过望远镜看到返回光的图像。

使用此方法可得到 c = 299,796 4 公里秒。

在现代，光速是通过精确测量一束光的频率 v 和波长，然后用 c v 计算来准确测量的。 自 1973 年以来，一直使用以下光速值。

c =299,792,458 米秒

1849年，费索用“旋转齿轮法”测量光速c，1862年，福柯用“旋转镜法”测量c; 特别是迈克尔逊，使用“多面旋转棱镜法”来精确测量光速。

通过旋转齿轮法确定光速的原理。

当旋转齿轮调整到刚好看不到反射光时，可以通过转速来知道光的时间，先知道距离，然后通过将距离除以时间来获得速度。

测量光速的方法在不断改进，这只是更简单的计算之一。

真是太神奇了。 真是个大师。

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分析：17世纪初，伽利略·伽利莱通过测量声速来测量光速，他让两个人每人扛一盏带遮阳板的灯，每人站立约1 6公里，使第一个人先打开灯，同时开始计时; 当第二个人看到第一个人的灯亮着时，他立即打开了自己的灯。 当第一个人看到第二个人的灯亮起时，停止计时器，使光从第一个人传播到第二个人再返回所花费的时间，然后测量两地之间的距离，就可以计算出光速。 原则上，伽利略的方法是正确的，但实验失败了。

这是因为光速非常大，1 7秒可以绕地球1 7秒以上，在当时的条件下，用通常的测量声速的方法很难测量光速在地球上的速度。 于是，人们把测量光速的地点搬到了太空。 伽利略死后大约30年，丹麦皇家学者罗默在观察木星月食时，于1676年指出光速是有限的。

1834年，英国物理学家惠斯通用旋转镜来确定电火花的持续时间，也想用这种方法来确定光速，也想确认在折射率较大的介质中光速是否更大。 惠斯通的思维方法是正确的，但他没有完成它。

菲索先后研究了光的干涉、热膨胀等，发明了干涉仪。 他为光速的研究和测量做出了贡献，并且是第一个在不使用天文常数和天文观测的情况下测量光速的人。 他使用旋转齿轮的方法来确定光速。

测得的光速是公里和秒，这与当时天文学家接受的光速有很大不同。

在物理学史上，福柯以“卖科学钟摆”的实验而闻名。 在对光速的研究中，他使用旋转平面镜的方法来测量光速。 测得的光速为米秒，分析实验中的误差不能超过5105米秒。

1850年5月6日，福柯向科学院报告了他的实验结果，发现光在水中的速度比在空气中的速度小，证明了波动理论是正确的。

迈克尔逊（美国人，1852-1931）继承了福柯的实验思想，用旋转八面体棱镜的方法测量了299796公里和秒的光速。

光速是通过旋转八面体棱镜的方法测量的。

测量光速的大师迈克尔逊从 1879 年开始研究光速，直到 1926 年，持续了大约 50 年。 迈克尔逊用规则的八面体钢棱镜代替了旋转镜法中的旋转平面镜，从而延长了光的路径; 齿轮法中的齿轮速度被精确测量的棱镜转速所取代，从而减少了时间测量的误差。

在这个实验中，迈克尔逊计算出光速为299,796公里，这被认为是当时最准确的记录，迈克尔逊成为1907年诺贝尔物理学奖的获得者。

测量光速的其他方法

1.罗默利用天文测量推断光速是有限的; 此外，他计算出光需要11分钟才能覆盖等于地球轨道半径的距离。

2.法国物理学家菲索是第一个在地面上测量光速的人，他设计了一个巧妙的装置——旋转齿轮来确定光速。

3、英国实验物理学家弗洛姆用微波干涉仪测量光速，精度极高。 该方法测得的光速为 299,792 公里秒。

4.美国标准局Evenson等人通过测量真空中的激光频率和光的波长来测量光速。

1. 天文方法 1676 年，丹麦天文学家利用木星卫星日食的时间变化来证明光以有限的速度传播。

2.布拉德利的光旅行法。

1728年，英国天文学家布拉德利（Bradley，1693-1762）采用恒星光行进的方法，再次得出结论，光速是一个有限的物理量。

他认为，这种现象的发生是因为恒星发出的光需要一定的时间才能到达地面，而在这段时间里，地球的位置由于它的公转而发生了变化，他测量的光速为c = 299,930公里和秒。

3.地面测量方法。

光速的测定涉及到光通过的距离和时间的测量，因为光速非常大，所以需要测量长距离和短时间，大地测量是围绕如何准确确定距离和时间而设计的多种方法。

4.旋转齿轮法。

确定光速的实验方法最早是由Fisso于1849年进行的，他使用一种定期阻挡光的方法（旋转齿轮法）来自动记录光。

5.旋转镜法。

旋转镜法的主要特点是精确测量信号的传播时间，福柯在1851年成功地利用它测定了光速，而旋转镜法的原理早在1834年和1838年就被惠更斯和阿拉戈提出。

它主要用高速均匀旋转的镜子代替齿轮，并且由于光源强，焦点更好，因此可以极其精确地测量非常短的时间间隔。

布拉德利用恒星的光像差方法观察了恒星，发现恒星的视位置在不断变化，在一年之内，所有的恒星似乎都以半长轴相等的椭圆绕天顶运行。 他认为，这种现象的发生是因为恒星发出的光需要一定的时间才能到达地面，而在这段时间里，地球的位置由于它的公转而发生了变化，他测量的光速为c = 299,930公里和秒。

其中之一是旋转齿轮法，该方法于 1849 年由 Fisso 首次试验，他使用一种定期阻挡光线的方法（旋转齿轮法）进行自动记录。

1.最早的高精度光速测量方法，齿轮法。

光线在两次穿过齿轮的间隙后，被观察者在特定的光路径上看到。 在这种情况下，只有当齿轮的速度达到一定值时，光线才能穿过两个间隙而不会被阻挡。 这种特殊的速度与光速有关。

这样，光速的测量就转换为齿轮转速的测量。

2.迈克尔逊的改进实验。

用八面镜子更换了齿轮。 镜子是不断旋转的，只有当旋转速度达到一定值时，光线才能平滑地反射并进入观察者的眼睛。 由于镜子对这里的光路影响较大，因此测量的精度可以更高。

3. 现代光路测量通常使用干涉测量法。

通过测量激光在特定频率下的波长，然后使用速度=波长*频率，可以计算出速度。 这种方法的精度非常高。 现在，由于米是从光速定义的，因此光速的值也是固定的，即 299792458m s。