當前位置:首頁>科技> 光速的測量:一個跨越千年的挑戰
發布時間:2025-10-27閱讀( 16)
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最早關于光速性質的思考可以追溯到古希臘時期。當時有兩種觀點:一種是亞里士多德等人認為光是無形無質無限快地傳播的;另一種是恩培多克勒等人認為光是由微小粒子組成的,并且有有限的速度。但這些觀點都沒有實驗依據,只是純粹的推理。 接下來,在17世紀中后期,法國天文學家羅默首次利用天文現象成功地測出了光速。他發現木星衛星掩星發生時間與地球與木星距離有關:當地球靠近木星時掩星提前發生;當地球遠離木星時掩星延后發生。羅默推斷這是因為光需要花費一定時間從木星衛星傳播到地球上觀察者眼中所致,并據此估算出了光速約為每秒21萬公里。
在18世紀初期,英國物理學家布拉德雷通過觀察恒星位置隨季節變化而產生微小擺動現象(即行差),進一步改進了羅默方法,并得到了更加精確的光速值為每秒30萬公里 。 19世紀末期,美國物理學家邁克爾遜以畢生精力從事光速的精密測量。他與莫雷合作,試圖找到可以讓光傳播的介質以太。但是,他們的實驗得到了相反的結果,證明了以太不存在,光速似乎是一個恒定值。1879年,他改進了傅科方法,利用透鏡把光路延長,獲得光速值為每秒299910±50公里。1882年,他又把測量精度提高,獲得的數值為每秒299853±30公里。 在20世紀中后期,隨著電磁波、雷達、激光等技術的發展,人類對于光速測定有了更多新方法和新手段。例如,利用雷達向太陽系行星發射信號并接收回波來計算行星距離和信號傳播時間;利用激光干涉儀或空腔共振器來測量激光波長和頻率等。
經過幾百年不斷努力和創新,人類對于光速已經有了非常精確而穩定的測量結果。1973年,在法國巴黎召開第14屆國際計量大會上,《米制條約》修訂通過了一個重要決議:將光在真空中行進1/299792458秒內的距離定義為1米。這樣就把米與真空中光速聯系在一起,從而使得一米成為一個精確的常數,不再需要實驗測量。這一決議也標志著人類對于光速測定的歷史進入了一個新階段。 總之,光速測定的歷史是一部人類智慧和創造力的歷史,也是一部科學方法和技術進步的歷史。從古代哲學家到現代科學家,從天文觀測到地面實驗,從相對論到量子力學,人類對于光速的認識不斷深化和發展,為物理學和其他科學領域提供了重要的基礎和啟示。(www.wS46.com) |
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