要想测量某一种物体的速度,其实是比较简单的,只要根据路程除以时间,就可以得到这个物体的速度大小。但现在想要测的是光速,那就没那么容易了,因为光速大约有30万公里每秒,地球上的赤道长度连它一秒钟所走的长度零头都不够,所以测量光速并没有想象中的那么简单。

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其实第1个想出测量光速方法的人是意大利的科学家伽利略。在1607年,伽利略就让手中各提一盏有盖的信号灯的两个人分别站在相隔1.5公里的两个山头上,他先让第1个人打开灯盖,当另外一个人看到灯光之后,就立即打开灯盖,这样就可以将光的信号传下去。

由于距离是已知的,伽利略想着只要可以测出这段时间,那就可以计算出光速了,只不过人的反应是需要时间的,而且这个反应时间又非常不稳定,再加上光的速度实在是太快了,所以计算出来的数值相差实在是太大了,最终这一项实验也已失败告终。

在接下来的200多年里,也没有什么科学大咖想要测量光速,知道距离伽利略测量光速的时间过了250年,有一位刚满30岁的法国物理学家站了出来,他就是斐索,并认真地研究了伽利略测量光速的实验。

斐索认为伽利略的这个测量光速的思路还是可取的,只要可以减少人为因素的干扰,那么测出来的数据就会准确了很多。但要如何排除人为因素的干扰呢?这时候斐索想到了镜子,因为光线只要一照射到镜子的上面,马上就会反射出去,反应的时间基本上就可以忽略不计,相对来说发射出去的光线与反射回来的光线是连续的,当然就可以更加准确地测出发射出去的光线与反回来的光线时间差,然后通过计算就可以得出比较准确的光速。

而且斐索对实验的装置也做了改进,它使用一面镜子代替第2个人,并且使用一只旋转的齿轮代表钟表的计时。这一次斐索选择了两个相距为7公里的山头,将旋转的齿轮和一面镜子分别放在上面。

当实验开始之后,斐索先让光通过齿轮的两个齿之间,然后照到另外一个山头的镜子上面,光线经过镜子的反射之后,要从齿轮的另外两个齿之间传回来,这样就可以通过齿轮的旋转来计算光往返所需要的时间。由于齿轮转动的速度一般都可以预设的,所以这种测量相对来说会比较方便,然后斐索所测出的光速为315,000千米每秒。这个数值与30万公里每秒已经比较接近,但还是拥有很大的改进空间。

历史上测量光速结果最为精确的是迈克尔逊。他于1873年毕业于美国海军军官学校,由于非常优异的成绩,他得以留校工作。由于工作上的需要,迈克尔逊对测量光速非常感兴趣,而当时美国的航海历史局局长纽科姆对这项工作也很感兴趣,所以两个人就组队一起研究测量光速。

两个人一起改进了测量光速的装置,而且这一项工作整整用了50年的时间,不断的改进装置,并且重复地对光速进行测量,所得到的光速结果更为精确。

不过由于在一次测量光速的实验中,迈克尔逊因为突发中风而去世,去世的时候是79岁,所以他一生的时光基本上都用在了测量光速这一件事情上。而且测量到光速最为精确的结果为299764±4千米每秒,这个结果也是到目前为止最为精确的数据。

如果迈克尔逊的生命还可以更长,也许测量光速的结果还可以变得更加精确,他一生中就只干一件事情,所以我觉得能超越他的只有他自己,其他人是很难超越的。你是怎么看的呢?

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展翔的天马

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