光速是怎么測出來的?

2022-08-12 15:35

4個回答
是丹麥天文學(xué)家羅默利用木星的相互掩食測量出來的。木星的衛(wèi)星數(shù)量眾多,當(dāng)某顆衛(wèi)星進(jìn)入另一顆衛(wèi)星的影子,或被另一顆衛(wèi)星遮擋住,或進(jìn)入木星的影子,或被木星遮擋時都會看不見。這就是木星衛(wèi)星的掩食。我們實現(xiàn)已經(jīng)知道了木星和地球的距離以及木星的公轉(zhuǎn)半徑。還已知了各衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期。那么就可以計算出某顆衛(wèi)星什么時候會出現(xiàn)掩食。但當(dāng)?shù)厍蚝湍拘俏挥谔柾粋?cè)和兩側(cè)時,木星到地球的距離有明顯變化,此時觀測到的木星衛(wèi)星的掩食就會和理論時間出現(xiàn)偏差,這個偏差就是光在木星到地球之間傳播距離不同造成的。這樣就可以計算出光速了。
光是一種電磁波,現(xiàn)在光速的測量都是通過波長*頻率=速度
波長通過光的衍射實驗測定
頻率通過檢波器測定
把光射出去,然后馬上用尺子量
最早光速的準(zhǔn)確數(shù)值是通過觀測木星對其衛(wèi)星的掩食測量的。還有轉(zhuǎn)動齒輪法、轉(zhuǎn)鏡法、克爾盒法、變頻閃光法等光速測量方法。
1983年,光速取代了保存在巴黎國際計量局的鉑制米原器被選作定義“米”的標(biāo)準(zhǔn),并且約定光速嚴(yán)格等于299,792,458米/秒,此數(shù)值與當(dāng)時的米的定義和秒的定義一致。后來,隨著實驗精度的不斷提高,光速的數(shù)值有所改變,米被定義為1/299,792,458秒內(nèi)光通過的路程。
根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué),所有電磁波,包括可見光,在真空中的速度是常數(shù),即是光速。強(qiáng)相互作用、電磁作用、弱相互作用傳播的速度都是光速,根據(jù)廣義相對論,萬有引力傳播的速度也是光速,且已于2003年得以證實。根據(jù)電磁學(xué)的定律,發(fā)放電磁波的物件的速度不會影響電磁波的速度。結(jié)合相對性原則,觀察者的參考坐標(biāo)和發(fā)放光波的物件的速度不會影響被測量的光速,但會影響波長而產(chǎn)生紅移、藍(lán)移。這是狹義相對論的基礎(chǔ)。相對論探討的是光速而不是光,就算光被稍微減慢,也不會影響?yīng)M義相對論。
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