几种测光速的方法(如何测光的速度)

导语：测测光的速度（通俗版）

今天小编和大家一起学习测量光速的方法。

光速的测定意义：作为一个重要的物理学常量，其与力学、电磁学、光学以及近代物理学中的许多定理（或定律）密不可分。它的测量不仅推动了光学实验的进步，也打破了光速无限的传统观念；在物理学理论研究的发展里程中，不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据，而且最终促进了电磁学理论乃至爱因斯坦相对论的发展。

方法介绍：较早的光速测量方法有17世纪初伽利略类似测声速法、17世纪中叶惠更斯天文法、19世纪中叶菲索旋转齿轮法等，最后介绍一个有趣的测量方法：微波炉测光速。

方法一，伽利略测声速法。此方法简单粗暴，易于理解。也体现了人类认识事物由简单向复杂发展的趋势。

在一个月明风高的夜晚，伽利略和他的几个助手上山了。他们分别站在相距1.5公里的两座山头上，每座山上点亮一个灯，第一座山上的人先举起灯，当第二座山上人看到第一座山上人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播3公里的时间。有距离，有时间，原理没问题，但问题没那么简单。

方法二，惠更斯天文法

本着最简洁和最通俗的目的。本文只介绍惠更斯天文方法的原理。

首先理清这一个逻辑：地球和木星都在绕太阳公转，所以两者之间的距离始终处于变化之中，可以说这种距离的变化差大到足够测量光速的水平，这是测量光速的前提。解决距离后，时间就是我们要解决的第二个问题。如何找到这样一个时间，即光在这个距离差内流逝的时间。

原理介绍：木星周围有众多卫星（包括很火的木卫二（它和最近的网红土卫二一样受人关注）），它们绕着木星旋转的轨道平面几乎重合于地球和木星绕太阳旋转的公转轨道面（这个很重要：共面），因而木星的卫星每绕木星一周将在进入木星阴影处发生一次蚀。注意重点，卫星绕木星的周期是固定的（就像月亮绕地球周期固定一样）。比如离木星最近的卫星，其绕木星周期为42小时28分16秒（约为7／4天），它走过自己直径距离约需3．5分钟，因此用望远镜可以观察到它刚发生蚀的瞬间，所以我们可以在地球和木星两个特殊位置分别测量此卫星绕木星的周期，有地球和木星之间的距离差，有两次测量的卫星绕木星周期差便可以算出光速。

方法三，菲索旋转齿轮法。

物理学家菲索的“齿轮法”属于那种不知道的人想破脑子都想不出来，知道的人会说不过如此，原来这么简单。

原理介绍：光源发出的光被半透明镜反射后经过转动齿轮的间隙到达镜子，然后再反射回来，通过半透明镜射入观察者眼中。在齿轮转动时，光从齿间到达镜子再反射回齿间的时间内，齿轮将转过一个角度。当齿轮恰好转到下一个齿间空隙，由镜子反射回来的光从齿间空隙才能通过，观察者才可重新看到光。齿轮的转速和齿轮的齿数已知，故可算出齿轮转过一个齿的时间，另外齿轮到镜子的距离已知，可得光速。

方法四，微波炉测光速。

微波炉还可以测量光速？不是开玩笑！

原理介绍：第一个需要知道的是：微波和光波一样，都是以光速运行的电磁波。第二，微波炉工作原理，简单说就是微波通过对分子的直接作用引起物体内部的摩擦生热。微波会持续地震荡相同的部位——即迅速变热的地方，相邻两个融化点之间的距离即是波长的一半，将此距离乘以2，再乘以工作频率（可以查到），比如说很多厂商2450兆赫兹，那么2,450,000,000乘以刚计算的波长即可得光速。

测量巧克力两个融化点之间距离

题外话。此外还有迈克尔孙测量方法、光拍测量方法、光纤中光速测量方法等，有兴趣的看客可以自己了解下。

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