光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验,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,它不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据,而且最终推动了爱因斯坦相对论理论的发展。
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。
1、最早的高精度测量光速的方法,齿轮法。
光在特定的光路上,两次通过齿轮的间隙后被观测者看到。这种情况下,只有齿轮的转速是某一些特定的值的时候,光才可以顺利通过两个间隙,而不被挡住。而这个特定的转速,则与光速有关。这样,就把光速的测量,转化成了测量一个齿轮的转速。
2、迈克尔逊的改进实验。
把齿轮换成了一个八面的镜子。镜子不断旋转,只有在转速是特定的值的时候,光才能顺利被反射,进入观测者的眼睛。由于这里,镜子对光路的影响更大,所以测量的精确度可以更高。
3、现代的光路测量往往会使用干涉法。
通过测量特定频率的激光的波长,再用速度=波长*频率,就能算出来速度。这一方法的精度极高。现在,由于米是从光速定义过来的,所以光速的值也就定死了,就是299792458m/s。
扩展资料:
第一个尝试去测量光速的是伽利略。
他和他的助手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。首先,第一个人先举起灯,同时记下时间。当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯,也记下时间。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1.6km里的时间。
为了减小误差,伽利略反反复复举灯,但当时的他不知道光的传播速度实在是太快了,这种方法最终失败。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。