憑什麼說光速是30W 秒?

時間 2021-06-06 20:56:23

1樓:天色

光速c=λf=λ/T,T是乙個波長的週期,從這個公式來看,光速其實是和單位公尺與秒有密切關係。

秒是怎麼定義的,最初是吧日分為24時,1時分為3600秒來定義,也就是1天是86400秒,於是有了水滴計時,當一天滴水的數量為86400是,每滴一滴水就是1秒。後來為了精確這個秒,用原子鐘,也就是銫原子133基態的兩個超精細能階躍遷輻射***個週期的時間就是1秒。這個原子鐘1秒極其穩定,不管相對論時空怎麼變換,原子躍遷這麼多次數就是本地的1秒,所以GPS衛星上計時的都是原子鐘。

再來看公尺怎麼定義的,最初是用單擺在緯度45度的海平面小半週期1秒時,單擺的長度為1公尺,公尺和秒都是單位長度的時候,得出重力加速度g等於圓周率的平方,但是g在地球分布不是恆定值,於是將地球子午線的4千萬分之一作為1公尺。但是這不夠精確,.73倍。

可以看到公尺和秒的定義從最初的地球,太陽等不精確的量變成了原子輻射,因為原子是基本粒子,行為和構成都很精確。

再來看光速c,最初光速是測量出來的,後來物理實驗發現光速怎麼弄都不變,於是光速從測量值變成了乙個定義值,在真空中光速c=1/sqrt(με),也就是真空磁導率和介電常數乘積開方的倒數,但是不管怎樣,首先要測量光速,2023年到2023年之間,麥可遜利用旋轉稜鏡測量光速,選擇兩個距離已經精確測量過的山峰(距離為L),在第乙個山峰上裝乙個強光源S,由它發出的光經過狹縫射在八面鏡的鏡面1上,被反射到放在第二個山峰的凹面鏡B上,再由凹面鏡B反射回第乙個山峰,如果八面鏡靜止不動,反射回來的光就在八面鏡的另外乙個面3上再次反射,經過望遠鏡,進入觀測者的眼中.(如圖所示) 如果八面鏡在電動機帶動下從靜止開始由慢到快轉動,當八面鏡的轉速為ω時,就可以在望遠鏡裡重新看到光源的像。

已知ω和2L,因為當時實驗條件只能在8分之一的週期時間內看到返回光,可以測出光速c=8Lω/pi。

後來人們知道了雷射,於是有了雷射測量光速c=λf=λ/T,通過原子躍遷計數得到的單位公尺和單位秒,測量出單位週期的波長,和光的頻率,得出光速。

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