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光速是多少?谁第一个测量出来的?用什么方法？

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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

光速是多少?谁第一个测量出来的?用什么方法？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

光速是299792.458千米/秒，也就是说几乎是一秒能跑20万公里，一秒可以绕地球七圈半。

第一个测量光速的人是伽利略，他是和助手分别站在相聚1.6千米的两个山头上，两人各拿着一把灯，当助手打开灯开始计时，伽利略看到光后立马打开自己的灯，助手看见灯光后计时停止。然后用3.2千米除以时间测光速，可惜光速太快，他们这样测不出来。

第一次正确测量光速是在1676年由一个叫做奥勒·罗默的人完成的。当时罗默正在观察木星的卫星木卫一，它位于伽利略卫星的最深处。正如地球上的观察者所见，当木卫一移动到木星的阴影中时，它会突然消失，而当它移动到木星的阴影之外(回到阳光中)时，它会重新出现。罗默对预测木卫一从木星阴影中出现的时间感兴趣。他的目标是利用这些观测结果更准确地确定木卫一的轨道周期；而并没有试图确定光速罗默注意到，随着地球越来越靠近木星，木卫一从阴影出现的时间变得越来越短，反之亦然。他意识到通过观测和计算出的木卫一出现时间之间存在差异，而这可以用光的速度是有限的来解释。由于在罗默的观测过程中，地球正在远离木星，所以从木卫一反射回来的光到达地球的时间会稍长一些，这将影响观察到木卫一从木星阴影中出现的确切时间。

基于这些观察，罗默计算出光穿越地球公转直径的距离大约需要22分钟。将该值与地球半长轴(轨道半径)的早期测量值相结合，给出了大约每秒210，000公里的光速。这大约比光速的现代值低30%，但是考虑到它的古老性、测量方法和17世纪行星轨道精确尺寸的不确定性，这个值非常接近每秒299，792.458公里的现代值。

回答于 2019-09-11 08:43:50

现在我们知道，光速是2.99x10^8m/s，但是人们对光速的探索，确实一个漫长的过程。

最开始笛卡尔、开普勒认为，光的传播不需要时间，光是瞬间形成的。但后人却不这样认为。


第一个测量光速的人是伽利略，他让他的两个助手分别拿着灯笼，在相距1.6km的山头上，第一个助手用挡板挡住灯光，第二个助手看到灯光后用挡板把自己手中的灯光挡住，第一个助手看到灯被挡住后再把挡板拿开，伽利略在旁边观察和记录，这样就测量了光往返一次的时间，但由于光的传播速度实在太快，伽利略并没有测出光速，因此他得出结论：光速太快而不能够测量。





伽利略生活在17世纪，以当时的科技水平，他的结论是正确的。

第一个测出光速的人是法国天文学家奥勒•罗默。1676年，罗默观察木卫一长达6个月之久，并计算出木卫一运行轨道及出现在轨道上各个位置的时间。但是他在观察时发现木卫一出现的时间要么会延后，要么会提前。他把这一现象归结为光从木卫一传到地球上需要时间，当地球靠近木卫一运动时，时间会提前，反之，当地球远离木卫一时，时间则会滞后。





罗默通过计算发现光穿越地球公转直径的时间约为22分钟，并把这个数据与早期计算出的地球轨道半长轴相结合，得出光速为2.1x10^8m/s，这个数据与几天我们得到的数据相比较误差较大，但对于当时科学技术来讲，已经属于质的飞跃了。

1849年，法国人索菲第一次在地面上设计实验测量光速。索菲首先在地面上放置一个凸透镜，然后准备一个光源放在凸透镜的焦点上，在光源和透镜间放置一个齿轮，在透镜另一侧再放置一个凸透镜，在这个透镜的另一侧的焦点上放置一个平面镜，这样光源发出的光经过第一个透镜后变成平行光，经过第二个透镜后重新会聚于平面镜上，经平面镜反射后经原光路返回。实验时逐渐增加齿轮转速，当光不在闪烁时，说明齿轮转过一齿的时间等于光往返一次的时间，根据齿轮的转速，求出这个时间并不难。索菲根据这个原理，测出光速是3.15x10^8m/s，由于齿轮有一定的宽度，所以所测出的光速并不精准。





索菲的实验所测出的光速已经与实际光速非常接近了，但是还是由于当时科技水平和实验器材的限制，所测出的光速与实际值还有些差距。

1850年，法国物理学家傅科改进了索菲的实验方法，傅科准备一个半透明板，一个凸透镜，一个可绕轴旋转的平面镜和一个凹面镜，光由光源发出经透镜折射后会聚于平面镜，经平面镜反射后会聚于凹面镜，再由凹面镜反射经平面镜、透镜，最后成像于半透明板的上方。





实验时平面镜高速旋转，光从平面镜到凹透镜再从凹透镜到平面镜这一过程中，平面镜会旋转过一个角度，根据平面镜转速可得出平面镜转过这一角度所用时间，而光传播的距离可根据平面镜与凹面镜求出，再根据速度等于路程除以时间，即可求出光速。傅科以此实验测出的光速为2.98x10^8m/s，相比于今天，已经相当精准了。

1926年，迈克尔逊利用旋转棱镜法测出光速为2.99796x10^8m/s，于1932—1935期间，调整实验装置，测出更精准数据2.9974x10^8m/s。之后安德森和许特尔利用克尔盒法测得实验数据，由多尔西分析得到更精确光速为2.99773x10^8m/s。

随着时代的发展，科技的进步，科学家对光速的认识越来越透彻，光速的准确测量，不但证明了麦克斯韦的电磁理论的正确性，同时也成为爱因斯坦提出相对论的有力基石。

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回答于 2019-09-11 08:43:50

光速可以达到惊人的299792458米/S,也就是说光一秒就可以绕我们地球将近八圈，那么光速传播的竟然如此快，我们又是如何测量出来的呢？




罗默利用木卫一在时间段内的“消踪”与“现踪”的方法测量光速

起初科学家们认为光速是无限的，没有具体的传播速度，直到丹麦天文学家罗默从测量实验中得出光波是以有限速度传播的。之后伽利略和他的助手分别站在两个相距1.6千米的山顶上。首先伽利略利用手电筒照向助手，当助手看到伽利略手电筒的光后开始计时并且用自己的手电筒照向伽利略，当伽利略看到助手手电筒的光时停止计时。但由于光的传播速度太快这样根本就测量不出来。

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