哈嘍朋友們，【科學有道理】之光速測量欄目，不知不覺已經講到第三期了。
從古希臘時期亞里斯多德認為的光速無限，到科學大神伽利略測量失敗，再到牛頓時代測量的非常粗略的光速數據，最後到麥可孫精確測量光速，人類測量的方法不斷改進，對光速的認識也越來越準確。
不過，說到底，這些都是近似值。那麼，光速的精確值到底是多少呢？讀完文章，你就……服了，原來光速和長度最終達成了這樣的「協議」……
現代光速
上一期，我們提到了傅科、麥可孫的實驗，測量到了非常精確的光速。我們也又講，在傅科的計算結果出爐的時候，另一個人震驚了，他就是著名的科學大神——麥克斯韋。他發現，傅科測量的光速，和他理論推導的電磁波速度非常近似，於是開始懷疑光速和電磁波在本質上是一樣的。可惜，他還沒來得及推導，就被死神給推倒了。
到了20世紀，光的本質已經越來越清晰，最終科學家們確定，光確實是電磁波的一種。所以，如果想要知道光速，利用波的原理就可以測量。這個原理，就是基本的高中物理知識了：波速=波長乘以頻率。
到了1972年，美國國家標準局的埃爾森測量了甲烷雷射的波長和頻率。這種方法，可以大大減少有可能導致誤差的因素，因此頻率和波長的測量是相對非常精確的，所以他計算的光速也是極其精準的，結果為299792.5±1km/s。
不僅如此，在1983年的時候，國際計量大會決定，國際長度單位——米，將根據光速重新定義。換句話說，我們追求的不再是光在每秒能傳播多少米，而是以光的速度來定義1米有多長。從此，1米的定義就是：真空中的光在一秒內傳播距離的1/299792458。
至此，關於光在真空中的傳播速度，徹底畫上了一個句號。而根據愛因斯坦的相對論，這也是宇宙物質的速度上限，決定著宇宙的命運。
你也能測量光速
曾經難倒大量科學家的光速，其實現在你在家就能測量，那就是利用家裡的微波爐。
在學習這個方法之前，我們要先明白微波爐的原理。微波爐之所以可以加熱食物，是因為它可以發出超高頻率的微波。自然界中的微波其實到處都是，但它們不能加熱物體，關鍵在於它們過於分散。而微波爐則是構成了一個封閉的微波諧振腔，集中放射高頻率微波。通過微波振蕩食物內部的微粒，激起這些粒子的微觀運動更加劇烈，宏觀上的表現就是升溫了。
微波和光波一樣，本質上都是電磁波。因此，只要計算出你家微波爐所發射的微波的速度，就可以計算光速了。
這裡微波的速度計算，也是很簡單的，其實也是和埃爾森一樣，先求出波長和頻率就可以。頻率很簡單，因為微波爐的標籤上寫得明明白白，一般都是2450M赫茲，也就是每秒鐘振蕩24.5億次（如果你想試一試做這個實驗，就具體參照你家微波爐的頻率）。所需要求的，就是波長了。
我們知道，所謂的微波，其實就是波長在0.1毫米~1米之間的電磁波。放心，你家微波爐的微波波長不會恰好就在下限範圍，總之，這個波長用你家的尺子就可以測量出來。
說了這麼多，這個波長怎麼測量呢？
其實很簡單，拿一塊比較大的巧克力就行了。如果不放巧克力，黃油這種比較容易融化的東西也行，本文就按巧克力說吧。接下來，按照宋丹丹往冰箱裡放大象的步驟，把巧克力放進去。
加熱。
時間不需要長，10秒10秒來就行，如果全都融化了，就沒法測量了。
如果你加熱的時間控制得好，那麼你就會發現這塊巧克力不是全部融化，而是從中間融化的，而且不是連續融化的，是一塊一塊融化的。那麼，這兩個融化點的圓心之間的距離，就是半個波長。
為啥是半個波長？
因為電磁波是橫波啊，也就是波浪形的，就是下圖這樣的。
字母是用滑鼠寫的，有點醜，大家別噴我……
你的巧克力是放在這條橫線上的，黃色的圈構成的曲線就是微波的圖像，A~C才是一個完整的周期，但是B也在線上，所以A、B、C三點都會有巧克力融化的小洞。
所以，AC的長度就是你家微波爐所釋放微波的波長，再乘以標籤上的頻率，就知道電磁波、也就是光的傳播速度了！
看，科技的發展，讓以前無數科學家用精密儀器、絞盡腦汁的辦法，都難以測量的光速，變成了我們普通人家都可以測量的數據。
為了滿足某些人自己動手的欲望，我們這裡就不給數據了，大家感興趣可以自己在家做實驗，測算光速哦。看過前幾期節目的朋友還記得，牛頓當時估算的光速每秒21萬公裡，是現在精確數值的70%左右。畢竟，那時候也沒有微波爐這種「高科技」產物。
我想說，用你家的微波爐測量光速雖然不會有現代科學家那麼精確，至少比牛頓大爺估算的數據準確得多……
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