光在真空中的速度是(人为什么可以看见发光的物体)

网上经常听说光速是每秒299,792,458米,这对科学家来说是个谜。我们如何测量这个速度?用卷尺吗?搞这么一堆复杂的价值观,就是为了让人更容易相信。否则可以得

光在真空中的速度是(人为什么可以看见发光的物体)插图

网上经常听说光速是每秒299,792,458米,这对科学家来说是个谜。我们如何测量这个速度?用卷尺吗?搞这么一堆复杂的价值观,就是为了让人更容易相信。否则可以得到一个整数,计算不是更好吗?

那么今天准确的光速值是怎么来的呢?让我们回顾一下几百年来科学家们是如何为光速的精确值而奋斗的。

这个世界上的一切都有其固有规律,光速就是一种自然规律。

它由世界上118种元素组成,未来可能会发现新元素;水由氢原子和氧原子组成,生命主要由有机物组成。地球寿命约45亿年,绕太阳一周约365.25天。这些都是定数,这是自然规律。你一定要问为什么自然规律是这样的,那谁知道呢?

人类只能知道规律,但不能创造规律。这是唯物主义和唯心主义的根本区别。那些胡乱思考,凭空想象创造出伟大理论的民事主体,无视规律,践踏几百年的科学发现,以为自己的想象就是世界的真理。

甚至有人认为意识形态比光速还快,想到100亿光年就达到100亿光年。他们还认为自己已经是“超人”,或者至少是爬上了井边的蟾蜍。那些坚持科学精神和科学方法的人,是井底之蛙,总是站在“人的角度”看问题。这个他们标榜自己的“先进”先进到不跟人算账。

光速大约是每秒30万公里,这是百年后许多人类精英和先驱者计算出来的。准确的光速是299792458米/秒,大约是30万公里。

这么精确的光速是科学家经过几百年孜孜不倦的追求和实验得到的。早在1638年,近代科学的鼻祖伽利略就进行了世界上第一个测定光速的实验。

当时没有精密仪器,但他用的是土法。让两个人站在相距一英里(1.609344公里)的两个山顶上,每人拿着一个灯笼。第一个人举起灯笼,同时开始计时。在另一个山头上,第二个人马上举起自己的灯笼,第一个人看到第二个人的灯笼后马上停止计时。这样光走了两英里,光速就可以算出来了。

可想而知,这种简单的实验和短距离对于世界上最快的光来说是得不到任何结果的。现在我们可以很容易地计算出,光速行进2英里需要11微秒,也就是10万秒中的1.1。人眼能有什么反应?

尽管如此,伽利略的科学探索精神开创了光速测量的先河,作为名人引起了社会的广泛关注。

其后,丹麦天文学家奥勒·罗默成为世界上第一个用科学方法测量初光速的人。

他的方法是观测木星和木卫一的“行星掩星”现象(这种现象也是伽利略发现的),结合太阳和地球之间位置的变化。经过十几年不懈的观察和计算,他得到了人类历史上第一个科学测量光速的数据,并推导出光速约为22万公里/秒。

1676年,他向法国科学院提交了他的报告。

虽然这个数据与光速的准确数据相差甚远,但现代科学界认为他的观测是非常科学的,只是当时数学计算的不足导致了这样的误差。科学家对他的方法得到的观测结果进行重新计算和修正后,得到的光速值为298000km/s,非常接近现代精确的光速值。

在罗默之后,很长一段时间没有人尝试测量光速,沉寂了近两百年。

1849年,法国物理学家阿曼达·斐索又开始了新的尝试,终于首次在地球上测量出了光速的近似值,得到了315000千米/秒的数值。

它的设施是一个光源,一个旋转快门和一个固定在8公里距离的反射器。这种方法类似于伽利略的方法。720档快门旋转遮光,反射光回来的次数通过叠加计算。但是因为快门齿轮有一定的宽度,所以影响了精度。

1862年,法国物理学家莱昂·福柯在斐索实验的基础上做了改进,用旋转的平面镜代替旋转快门,使远处的光折回后落在旋转的镜面上,这样只有知道平面镜的转速,才能通过计算得到光速的数值。这个实验刷新了纪录,光速精确到29.8万公里/秒。

1926年,美国人迈克尔逊用了福柯同样的方法,但只是把反射镜之间的距离增加到35公里,测得的光速是每秒299796公里。这已经是人类用原始方法测得的最精确的光速了。人们发现,如果我们仅仅依靠人类原始的光学方法,无法获得更准确的数据。

因此人们开始寻找更科学的方法。人们的视线开始从天空、原野巨大的空间测量方法转回到实验室里,在微小的电路板等光电仪器中寻求更精确的数据。

终于在1972年,美国科学家用激光干涉测量法测得最精确的光速,是299792456米/秒,但正负误差有1.1米。

这是将一束已知频率的激光束分成两半,走不同的路径,然后会聚。科学家可以在观察干涉图样的同时,通过调整路径的长度,计算出准确的波长,从而得到光速。

理论上,这样测出来的速度没有误差,所以是最准确的。唯一的不确定性是人们对长度单位“米”的定义存在微小误差,所以1.1米的误差不是光速,而是米。

为了解决“米”的误差问题,1983年在第17届国际度量衡大会上,人们重新定义了“米”。

“米”的定义是“在真空环境下,光在1/299792458秒内通过的长度”,一举两得,解决了“米”长度的准确性和光速的精确整数,否则光速后面大概会有很多小数点。

在这里,持续了300多年的光速测量画上了圆满的句号。

从这些过程可以看出,光速是自然规律,不可改变;衡量尺度是人主观定义的,是可以改变的。所以,如果一定要把光速定义为整数,那么调整“米”的刻度就可以了。

但是不管你怎么调节这个读数,光都是那么快,那么恒定。光速就是这样得到的。它是自然界中独立于人的意志的客观存在。我们只能发现和使用它,但我们不能创造和改变它。

从测量光速的过程中,我们可以看到科学界孜孜不倦追求宇宙真理的精神。人类只有不断认识和利用自然规律,才有我们今天的幸福生活。我们应该相信科学,并对它心存感激。

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