光速是最快速度吗

聚客2022-06-09  38

光速最快是多少(光速最快是怎么推理出来的参考资料)

问:谁首先测量了光速?他什么时候发现的?用什么方式?

图示:光从离开太阳表面到达地球大约需要8分17秒。答:自古希腊以来,科学家们就一直在研究光速。大多数古希腊天文学家认为,光速在万物中是无限快的。但是他们没有办法验证这个似是而非的猜想。所以直到16世纪初,人们普遍认为这个猜想是正确的。伽利略的出现改变了这一切。

插图:朱斯托·苏斯特曼斯(Giusto Sustemans)伽利略试图用一个带挡板的灯笼来测量光速。他让助手站在远处,在特定的时间打开挡板,而伽利略会记录光从助手到他所在位置的传播时间。但他的结论是,光速太快,无法用实验测量。(事实上,根据我们现在对光速的了解,我们可以断言,如果伽利略和他的助手相距大约一英里,那么光从伽利略传到他的助手只需要大约五微秒(五百万分之一秒)。这速度太快了,无法用当时的技术来衡量。)

[h/]1676年,一个名叫奥勒·罗默的人首次正确测量了光速。当时罗默正在观测木星的卫星木卫一,木卫一位于伽利略卫星的最深处。正如地球上的观测者所看到的,当木卫一移动到木星的阴影中时,它会突然消失,当它移出木星的阴影(回到太阳中)时,它会重新出现。罗默感兴趣的是预测木卫一何时会脱离木星的阴影。他的目标是利用这些观测更精确地确定木卫一的轨道周期;而不去尝试确定光速。

罗默注意到,随着地球越来越靠近木星,木卫一从阴影中出现的时间越来越短,反之亦然。他意识到木卫一出现的观测时间和计算时间存在差异,这可以用光速有限来解释。在罗默的观测过程中,地球正在远离木星,因此木卫一反射的光线到达地球的时间会稍长一些,这将影响木卫一从木星阴影中出现的确切时间。

插图:这是根据罗默1676年的画稿重绘的版本。在罗默的论文中,他比较了木卫一轨道周期的两个时间区间:一个是地球朝着木星运动时木卫一的轨道周期(方向为方向弧FG),另一个是地球远离木星时木卫一的轨道周期(方向弧LK)。基于这些观察,罗默计算出光穿过地球的公转直径大约需要22分钟。结合这个值和早期对地球半长轴(轨道半径)的测量,得出光速约为每秒21万公里。这比光速的现代值低了约30%,但考虑到它的古老性、测量方法以及17世纪行星轨道确切大小的不确定性,这个值非常接近现代值299792.458公里每秒。

现在任何人都可以用互联网在true 空中搜索光速,几秒钟就能得到一个准确的结果:299 792 458 m/s但是光速是谁发现的,他们是怎么做到的?16世纪初,伽利略是第一个试图测量光速的人。伽利略和一个助手站在不同的山顶上,他们之间的距离是已知的。他们的计划是让伽利略打开灯的光障,然后让他的助手看到伽利略发出的光,打开他手中的灯的光障。

伽利略计划用波峰之间的距离和脉冲作为计时器来测量光速。他和他的助手在不同的距离尝试了这种方法,但无论他们相距多远,他都无法测量光传播的时间。伽利略得出结论,光速太快,不能用这种方法测量。他是对的。现在我们非常准确地知道了光速。如果伽利略和他的助手在相距1.5公里的山顶上,光从一个人传播到另一个人需要0.000054秒。所以伽利略无法用脉搏测量光速是可以理解的!

图示:像差:由于光速有限,远处的光线会因望远镜的移动而产生视觉位移。

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