光速是已知的物體運動的最大速度,那麼光速是如何被發現的呢?

漫酱~ 2022/12/23 檢舉 我要評論

光速是已知的自然界里物體運動的最大速度,那麼最開始他是如何被發現的呢?

歷史上記載在公元前400多年,有一位叫恩培多克勒的人首次提出的光速是有限的。但在當時,許多學者都對這一說法存在比較大的意見,并對此進行了長期的討論。近2000年的時間,也有許多知名的天文學家試圖用各種辦法來測試出光的速度,但是光速的測定包含了對光所通過的距離和所需時間的量度。由于光速很大,所以想要精確地測量出光速便需要一個很長的距離和很短的時間,這在當時是一件相對困難的事情。關于光速的測量,早期的辦法比較簡單。

1638年,伽利略提出了一個想法,四個人分成兩組,分別登上兩座相隔甚遠的山峰,然后每組各自攜帶一個光源。這個光源就是改進后的煤油燈,只需在煤油燈的一面加上一個滑蓋,這樣關閉滑蓋,燈光就會被擋住,此時如果把滑蓋拉起來,燈光就會在照射出來,此時通過快速的拉動滑蓋,就能讓煤油燈一亮一滅,制造出看上去在閃爍的效果。當然,僅僅是這樣還是不夠的。在這個實驗中,除了兩盞煤油燈外,還需要兩只一模一樣的鐘擺計時裝置和記錄數據的值比。在伽利略的想法中,他打算通過兩邊記錄燈光開啟關閉時間的辦法來測算光的速度。只可惜光速實在是太快了,但人的反應時間大概是240毫秒,所以伽利略的這個實驗是無法測算出光速的。它只得出了一個結論,就算光速是有限的,也肯定快得不可思議。但人們并沒有就此放棄。

1667年,佛羅倫薩的實驗學會也進行了伽利略實驗,在兩盞燈相距一英里的情況下,還是沒有觀測到任何結果。后來仍然有許多人進行了實驗,一直都沒有成功。而關于光速,第一個得出比較靠譜,數據的人是來自丹麥的天文學家羅默。1676年,羅默首次對光速進行了測定。羅默通過觀察發現,木衛一繞木星公轉,每一次繞道木星背后時就會出現衛星時,且隨著地球在公轉軌道上一項木星在地球上觀測到木衛10之間的時間間隔就會逐漸變短,但是當地球遠離木星時,木衛10的間隔就會變長。羅默根據這些數據進行計算得出,當地球距離木星距離最近和最遠時,木衛一時出現的時間有22分鐘的誤差,而這22分鐘就是光在地球公轉軌道上傳播的時間。

到了1704年,更是有人計算出了光從太陽上到地球所需要的時間大概是七八分鐘。這些數據雖然和標準數據仍然有誤差,但已經非常接近了。再到后來,計算光速的方式也越來越多了,比如齒輪旋轉法和旋轉棱鏡法,但這些辦法都相對來說有些原始了,如今我們已經有了更先進的辦法去測試光速。

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