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在斐索的启示下,后来,许多物理学家继续改进测定光速的实验方法,使测定光速的精度不断提高。
例如,1862年,法国科学家傅科发明的转镜法,采取一面高速旋转的反射镜,代替斐索的齿轮,用以遮断光束,测得的光速值为2.98×108米秒。
特别应当介绍的是,美国实验物理学家迈克耳逊进行的一系列光速测定实验。
他不断改进方法,提高测量精度,历时50余年。
他的整个实验装置分别安装在两座大山顶上,这两座大山之间的距离已由美国海岸大地测量局测定。
在威尔逊山顶上装有:强光源、电动旋转八面镜、望远镜、直径60厘米的大凹面镜。
在相距35.4公里远处的圣安东尼山顶上装有一块平面镜。
在实验过程中,从强光源发出的光,照射到八面镜的镜面1上,此时八面镜是静止的,光被反射而达到凹面镜,又被凹面镜反射而达到圣安东尼山顶上的平面镜,再被反射回凹面镜,最后被反射回到八面镜的另一镜面3上。
调节望远镜,恰好能接收到从八面镜的镜面3反射来的光束,从望远镜中观察到反射来的光束,则实验装置就调整好了。
这时,让电机驱动八面镜旋转起来,原来从望远镜里看见的光束立即消失了。
这是因为,强光源发出的光经镜面、凹面镜、平面镜反射回到八面镜时,八面镜的镜面3已经转过去一个角度,原来能够经过镜面3反射而进入望远镜筒的光束,失去了“良机”
,现在已不再能够准确地射入镜筒里。
继续加快电机转速,当八面镜旋转到某一转速时,从镜面反射出去的光束,又经过如上所述的一系列镜面的反射,回到八面镜上来的时候,八面镜恰好已转过去,此时镜面2转到了原来静止时镜面3所处的位置上,这样,回来的光束经镜面2反射,又能够准确地进入到望远镜筒里来了,于是,观察者又能够从望远镜里看见光源的光了。
从电机的转速可知八面镜转过所经历的时间,而两座大山的山头之间距离是已知的,迈克耳逊根据这段时间和两山距离就算出了光在空气中的速度。
迈克耳逊这种光速测定方法,实际上是对斐索实验装置的改进,把齿轮法和转镜法结合起来,用一个旋转的正八面钢质棱镜代替了齿隙的作用。
从伽利略到迈克耳逊,科学家们在光速测定方面孜孜不卷地工作,使光速的测定数值精度不断提高。
但是,由于条件所限,结果还不理想。
现代科学技术的发展,为精确测定光速提供了有效的方法。
我们知道,光的波长就是光波在一个振动周期内传播的距离,而光波的频率则为1秒钟内有多少周期振动的次数,因此,1秒钟里光波传播的距离光速激光的波长和频率是十分稳定的,科学家们精确地测定出稳频的氦一氖激光器的激光的波长和频率,而由两者相乘得出了光速的准确数值,其精度比以往的方法提高了几百倍。
现在,真空中光速的较精确的测定值通常,光在真空中的传播速度取为每秒30万公里。
光在空气中的传播速度略小,因为差得很少,一般也就取为每秒30万公里。
光在其它媒质里的传播速度都比在真空中的传播速度小。
光在真空中的传播速度,是一个极重要的物理常数,它涉及到很多方面,不少理论和计算公式都要用到这个值,因此,科学家们还在不断地完善测定手段,光速测定的结果也将越来越精确。
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