科学家测量光速的故事成功与失败
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发布时间：2022-05-09 16:41
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时间：2023-05-28 20:33
在光速的问题上物理学界曾经产生过争执,开普勒和笛卡尔都认为光的传播不需要时间,是在瞬时进行的.但伽利略认为光速虽然传播得很快,但却是可以测定的.1607年,伽利略进行了最早的测量光速的实验.
伽利略的方法是,让两个人分别站在相距一英里的两座山上,每个人拿一个灯,第一个人先举起灯,当第二个人看到第一个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两英里的时间.但由于光速传播的速度实在是太快了,这种方法根本行不通.但伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕.
1676年,丹麦天文学家罗麦第一次提出了有效的光速测量方法.他在观测木星的卫星的隐食周期时发现：在一年的不同时期,它们的周期有所不同；在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天.他认为这种现象是由于光具有速度造成的,而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟.1676年9月,罗麦预言预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟.巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度,观测并最终证实了罗麦的预言.
罗麦的理论没有马上被法国科学院接受,但得到了著名科学家惠更斯的赞同.惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度：214000千米/秒.虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远,但他启发了惠更斯对波动说的研究；更重要的是这个结果的错误不在于方法的错误,只是源于罗麦对光跨越地球的时间的错误推测,现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是298000千米/秒,很接近于现代实验室所测定的精确数值.
