光速大約30萬公裡/秒,這是怎麼測量出來的?

2020-11-07 愛較真的戴老師

在經典力學裡,只要知道物體行進的距離和時間,就可以計算出平均速度。這裡的計算對光速的測量也是適用的,只要我們知道光通過的距離,以及中間經過的時間,就能計算出光速。

早在伽利略時代,偉大的伽利略就提出了通過測量光通過距離和時間來測量光速的原理,但是,遺憾的是,條件所限,他能採用的最長測量距離只有幾千米,但是光速太快了,我們30萬公裡每秒的速度,這麼短的距離裡的時間幾乎是無法確定的。所以伽利略的想法不錯,但在當時的科技和實驗條件是完全無法實現的。

在17世紀,天文學家羅邁通過對木星衛星一號運行規律的長期觀察,發現光速是以有限速度傳播的,可以進行測量的,初略計算得出了二十多萬公裡每秒的光速值,雖然有些粗糙,但是這已經是當時的奇蹟了。

隨著經典物理學的發展,很多科學家對光速進行了測量,其中美國的物理學家麥可遜長期進行了在地球上的光速測量,他的技術路線是在兩座山峰之間,藉助可以轉動的平面鏡,來測量光往返一次的精確時間,最終在加州兩座山峰上成功測得了及其接近現代光速的數值。對於我們大部分的計算來講,30萬公裡每秒這個數值就已經足夠精確了。

現代,隨著雷射器和各種光電儀器的發展,測量光速可以進行的非常精確,例如,美國太空人就在月球上安裝了平面鏡,如果向月球發射雷射,經由該平面鏡返回,就可以精確計算光速和地球-月亮之間的距離。在電視《生活大爆炸》炸裡,有一集就有類似的情節,Leonard這些科學宅男們就搞了一臺大功率雷射器,用來測量月球的距離。

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  • 網友問:光速大約是30萬公裡每秒,是設計出來的還是巧合?
    光速是物理學常數,由我們所在時空的屬性決定;而長度單位「公裡」是人為設定的,光速數值在不同單位體系下有區別,但是光速本身不會變化。根據相對論的描述,光速是我們宇宙中物質運動的最快速度,而且光在真空中的傳播速度是不變的,數值大約為299792458 m/s(約30萬公裡每秒),這個數值是人類通過儀器直接或者間接測定的,有一定的精度誤差。
  • 光速為什麼被限制為30萬公裡/秒,而不是10萬或100萬,或無限?
    但後來的一系列實驗表明,光速並非無限,只是非常快。通過測量可知,光速為30萬公裡/秒。自愛因斯坦創立相對論之後,人們認識到,雖然光速不是無限快,但這個速度卻是宇宙中最快的速度,任何物體和信息的傳播速度都不能超過光速。那麼,光速為什麼會被限制為30萬公裡/秒,而不是10萬公裡/秒或者100萬公裡/秒?
  • 光速為什麼是30萬公裡每秒?這是怎麼算出來的?
    我們生活在一個物質世界,在描述這個世界的各種常量中,高度,質量都沒有極限,但是速度有,那就是光速。光速所指的就是光傳播的速度,它也是目前科學家公認的極限速度,也就是30萬公裡每秒。人類沒有發現比光傳播速度更快的物質,所以光速也被視為是宇宙極限速度。那麼問題出現了。
  • 光速那麼快,是怎麼測量出來的?
    【每日科技網】  前言簡述  光速真的是被物理學偏愛的東西,現在從資料中知道光速大約30公裡每秒,我們知道這個數字很大,但是具體大到什麼程度?我們可能不了解,生活中接觸最多的高速也就是飛機和高鐵了。
  • 為什麼光速是30萬千米/秒,如何定義光速?
    一般來講,光速是30萬公裡/秒,按照定義值,光速是299792458m/s,光速的計算值為(299792500±100)米/秒。30萬公裡/秒這個數值並非測量值,而是定義值。要懂得兩者的區別!自從137億年前的那一聲巨響,宇宙由一個緻密熾熱的奇點爆炸而成。自宇宙形成以來,光速就在那裡,不快不慢。
  • 光速正好是30萬公裡每秒,是巧合還是設計出來的?
    在現代物理學上,目前定義的光的速度是299792458米/每秒,每秒30萬公裡是一個便於我們使用的近似值
  • 為何光速是30萬公裡每秒?是什麼限制了光速?
    大家都知道,光線是現在宇宙所有物質中,在真空中傳播速度最快的(排除量子糾纏和宇宙膨脹現象,因為它們都不能傳遞信息),這個速度值為299792458米每秒,為了便於記憶和計算的方便,人們通常將光速近似看作30萬公裡每秒。
  • 為何光速是30萬公裡每秒?是什麼限制了光速?
    大家都知道,光線是現在宇宙所有物質中,在真空中傳播速度最快的(排除量子糾纏和宇宙膨脹現象,因為它們都不能傳遞信息),這個速度值為299792458米每秒,為了便於記憶和計算的方便,人們通常將光速近似看作30萬公裡每秒。那麼,有朋友不禁要問了,為什麼光速不是每秒35萬公裡、40萬公裡,只能是30萬公裡每秒,是什麼限制了光速呢?
  • 光速是宇宙中的極限速度,每秒30萬公裡,科學家如何測量的呢?
    光速是宇宙中的極限速度,每秒30萬公裡,科學家如何測量的呢?在人類的認知中,宇宙中最快的速度當屬光速。根據愛因斯坦提出的相對論,宇宙中不會出現比光速還快的速度了。很多人都認為想要測量光速,一定需要非常先進的科技,有很多科學家都已經不斷的嘗試過了。光速是宇宙中的極限速度,每秒30萬公裡,科學家如何測量的呢?羅默就是其中之一,它在觀測木星被衛星吞噬的時候發現,地球靠近木星的時長與地球遠離木星的時長,有著很微小的差距。通過這種微小的差距,從而利用地球的直徑,在慢慢的推算出光速的速度。
  • 光速為何是30萬公裡每秒不是35萬?到底是什麼限制了光速?
    感謝你在無意中看到這篇文章,顏值都這麼高了,還願意看看小編的文章。在百忙的生活中,希望可以給您帶來一點輕鬆。
  • 光速為什麼是30萬公裡每秒?怎麼算出來的?光能飛出宇宙嗎?
    光速為什麼是30萬公裡每秒?怎麼算出來的?光能飛出宇宙嗎?在高中的時候我們都上過政治課,哲學家告訴我們,我們的世界是物質的世界,是不以人的意志為轉移的,在描述物質世界的時候,不管是它的高度還是質量,都是沒有限制。
  • 光速為何是30萬公裡每秒?到底是什麼限制了光速?
    因為無論光速是30萬還是35萬,都還是可以繼續問,為啥不是40萬公裡云云。此外,還有一個注意事項,公裡有多長也只是一個人為規定,如果換一種規定,光速的數字可能更大也可能更小,比如在歐美國家常用的英制單位,英裡。1英裡=1.6公裡左右,如果用英裡來表示光速那就連30萬都沒有了,大概只有 186,282英裡/秒。所以,核心問題不是光速有多快,而是為什麼它不是無限快?
  • 光速測量:光那麼快是怎麼測出來的
    但是,後來羅默利用木星衛星的周期變化證明了光速有限。現在,我們知道,光在真空中的速度是每秒三十萬公裡,如果你用光速跑步,一秒鐘可以繞地球赤道7圈半,也可以一秒鐘在從地球走到月球然後再回來。眼睛到鏡子的距離很好得到,齒輪的齒數與轉數也很好得到,光速也就可以很方便地計算出來。這個方法的成功之處就是不再用一個單獨的計時器來計時,這是以前所有測量光速的實驗失敗的根本原因。
  • 是真空光速19倍,1秒570萬公裡?類星體中的超光速現象實際是錯覺
    這類天體的確很是神秘,它們看起來很像是一個恆星系,可體積卻沒有這麼大,但亮度卻可以是恆星數萬倍,是整個宇宙中最亮的一類天體,於是科學家將它稱為類星體,類星體是宇宙中最遙遠的一類天體,科學家發現大多數類星體都在1億光年外。
  • 光速每秒30萬公裡,這個數值是巧合嗎?
    光傳為宇宙中傳播速度最快的物質,現在已經深深地印在了人們的腦海中,我們通常說的光速在真空中的傳播速度為每秒30萬公裡,實質上是一個近似值,通過多年來的精密測量,光速的真實速度為299792458米每秒,之所以取30萬公裡,一方面是為了方便記憶,另外一方面是為了計算的簡捷。
  • 光速是設計出來的嗎?怎麼測量光速?
    本文參加百家號科學#了不起的自然科學#系列徵文光速並非剛好每秒30萬公裡,而是299792.458±0.001km/s。這是1975年,第十五屆國際計量大會的決議,也是目前真空光速的最可靠值,對於光速的計算,人類從1676年便開始了嘗試。直到1790年,出現了雷射測定裝置,可以通過波長和頻率測定光速,比之前的測量方式精確了100倍,這才正式確定了光速。
  • 是真空光速19倍,1秒570萬公裡?類星體超光速現象實際只是錯覺
    但在1960年,科學家在遙遠宇宙中發現了一類神秘天體,輻射出物質分離速度遠超光速,這讓首次發現這種現象科學家很是費解,不是說光速無法超越嗎? 這類天體的確很是神秘,它們看起來很像是一個恆星系,可體積卻沒有這麼大,但亮度卻可以是恆星數萬倍,是整個宇宙中最亮的一類天體,於是科學家將它稱為類星體,類星體是宇宙中最遙遠的一類天體,科學家發現大多數類星體都在1億光年外。
  • 光速為什麼是299792458m/s,而不是30萬公裡每秒?有什麼奧秘嗎?
    真空中的光速是測量值,只要是測量值就會存在誤差,永遠不會有準確的值出現。但是人類又想通過光速去定義其他尺寸單位,因此就把光速定義為物理常數:299792458m/s。這個光速定義值和光速的計算測量值之間誤差很小,而人類直接就把光速定義成常數,光速的實際計算測量值為299792500±100米/秒。
  • 你知道『光速』是怎麼被測量出來的
    在光速的問題上物理學界曾經產生過爭執,克卜勒和笛卡爾都認為光的傳播不需要時間,是在瞬時進行的。 但伽利略認為光速雖然傳播得很快,卻是可以測定的,1607年,伽利略進行了最早的測量光速的實驗。但是 由於距離較近,光速太快,很難測算出來,但是提出光速是有限的正確理論。
  • 光的速度高達30萬公裡/秒,它前進的動力是什麼?
    光速的研究很早之前,人類就試圖去測量光的速度。但由於光速太快了,快到人們認為是無限的。隨著觀測和實驗的進步,天文學家羅默最早測出了光速,首次確定光速是有限的。此後,實驗精度變得越來越高,光速也測得越來越準,其大小約為30萬公裡/秒。