光速每秒多少公里?光速是怎么测出来的?

时间:2023-06-24 10:04:38来源:考试帮手网作者:小黄鸭
   今天小编要给大家介绍的是光速,也是物理中很重要的知识,相对来说学起来要难一点,那么光速每秒是多少公里呢?光速是怎么测出来的呢?下面一起来看看吧!

     光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。

     光速与观测者相对于光源的运动速度无关,即相对于光源静止和运动的惯性系中测到的光速是相同的。物体的质量还跟它运动的速度有关(前提是物体的速度要相当大,能跟光速能比较,比如说光速的1/4),物体的质量将随着速度的增大而增大,当物体的速度接近光速时,它的质量将趋于无穷大,所以有质量的物体达到光速是不可能的。只有静止质量为零的光子,才始终以光速运动着。光速与任何速度叠加,得到的仍然是光速。速度的合成不遵从经典力学的法则,而遵从相对论的速度合成法则。

     真空光速定义值:c0=299792458m/s

     光速计算值:c0=299792.458km/s (一般取300000km/s)

     那么光速是怎么测出来的?

     其中最早对光速进行测速的人是伽利略,他测量光速的方法是让助手和自己在夜间相隔数公里远面对面地站着,每人拿一盏灯,灯有开关当伽利略在某个时刻打开灯,一束光向助手方向射去,助手看到灯后马上打开自己的灯。伽利略试图测出从他开灯到他看到助手开灯之间的时差,从而算出光速。但这个实验失败了,因为光传播速度太快,现在知道,要想通过这种方法测出光速,必须能测出10-5秒的时差,这在当时是完全不可能的。

     第一个比较正确的光速值,是用天体测量得到的。1675年,丹麦天文学家罗麦注意到,木卫消失在木星阴影里的时间间隔逐次不同,它随着各次卫星掩蚀时,木星和地球之间距离的不同而变长或变短。他认识到这是由于在长短不同的路程上,光线传播需要不同时间。根据这种想法,罗麦推算出c=2×108米/秒。

     直到1849年,地面实验中才有较好的光速测量。当时,法国物理学家斐索利用高速齿轮进行这项工作。1862年,傅科成功地发展了另一种测定光速的方法,他用一个高速转镜来测量微小的时间间隔。下图是经过改进后的实验装置示意图。转镜是一个正八面的钢质棱镜,从光源S发出的光射到转镜面R上,经R反射后又射到35公里以外的一块反射镜C上,光线再经反射后回到转镜。所用时间是t=2D/c。在t时间中转镜转过一个角度。实验时,逐渐加快转镜转速,当转速达到528转/秒时,在t时间里正好转过1/8圈。返回的光恰恰在棱镜的下一个面上,通过半透镜M可以从望远镜里看到返回光线所成的像。用这种方法得到c =299,796±4公里/秒。   

     而如今随着科技的发展,人类发明了一种精度更高的光速测量法,那就是干涉法。这个方法主要是用过测量特定频率波长的激光,再用公式:速度=波长X频率就可以计算光的速度,这是目前人类掌握的测量光速精度最高的方法,而用这个方法测量的光速被用于法定值。

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