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”。
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