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发布时间：2024-03-09 15:27:29
光速的测量
光波或电磁波在真空或介质中的传播速度,光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义.它不仅推动了光学实验的发展，也打破了光速无限的传统观念；虽然从人们设法测量光速到人们测量出较为精确的光速共经历了三百多年的时间，但在这期间每一点进步都促进了几何光学和物理光学的发展，尤其是在微粒说与波动说的争论中，光速的测定曾给这一场著名的科学争辩提供了非常重要的依据，最终推动了相对论理论的发展.根据现代物理学，所有电磁波，包括可见光，在真空中的速度是常数，即是光速.强相互作用、电磁作用、弱相互作用传播的速度都是光速，根据广义相对论，万有引力传播的速度也是光速，且已于2003年得以证实.
在光速的问题上物理学界曾经产生过争执，开普勒和笛卡尔都认为光的传播不需要时间，是在瞬时进行的.但伽利略认为光速虽然传播得很快，但却是可以测定的.1607年，伽利略进行了最早的测量光速的实验.伽利略的方法是，让两个人分别站在相距一英里的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间.但由于光速传播的速度实在是太快了，这种方法根本行不通.但伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕.1676年罗麦发现木星卫星公转的周期不是不变的.当地球在绕日运行的轨道上离开木星时周期略长；当地球接近木星时周期略短.这一事实表明光不是瞬时传播的.
1676年，丹麦天文学家罗麦第一次提出了有效的光速测量方法.他在观测木星的卫星的隐食周期时发现：在一年的不同时期，它们的周期有所不同；在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天.他认为这种现象是由于光具有速度造成的，而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟.1676年9月，
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罗麦预言预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟.巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度，观测并最终证实了罗麦的预言.罗麦的理论没有马上被法国科学院接受，但得到了著名科学家惠更斯的赞同.惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度：214000千米/秒.虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远，但他启发了惠更斯对波动说的研究；更重要的是这个结果的错误不在于方法的错误，只是源于罗麦对光跨越地球的时间的错误推测，现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是298000千米/秒，很接近于现代实验室所测定的精确数值.
十八世纪，科学界是沉闷的，光学的发展几乎处于停滞的状态.继布莱德雷之后，经过一个多世纪的酝酿，到了十九世纪中期，才出现了新的科学家和新的方法来测量光速.1849年，法国人菲索第一次在地面上设计实验装置来测定光速.他的方法原理与伽利略的相类似.他将一个点光源放在透镜的焦点处，在透镜与光源之间放一个齿轮，在透镜的另一测较远处依次放置另一个透镜和一个平面镜，平面镜位于第二个透镜的焦点处.点光源发出的光经过齿轮和透镜后变成平行光，平行光经过第二个透镜后又在平面镜上聚于一点，在平面镜上反射后按原路返回.由于齿轮有齿隙和齿，当光通过齿隙时观察者就可以看到返回的光，当光恰好遇到齿时就会被遮住.从开始到返回的光第一次消失的时间就是光往返一次所用的时间，根据齿轮的转速，这个时间不难求出.通过这种方法，菲索测得的光速是315000千米/秒.由于齿轮有一定的宽度，用这种方法很难精确的测出光速.1850年，法国物理学家傅科改进了菲索的方法，他只用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜.平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上，同样用平面镜的转速可以求出时间.傅科用这种方法测出的光速是298000千米/秒.另外傅科还测出了光在水中的传播速度，通过与光在空气中传播速度的比较，他测出了光由空气中射入水中的折射率.这个实验在微粒说已被波动说推翻之后，又一次对微粒说做出了判决，给光的微粒理论带了最后的冲击.
1928年，卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速.1951年，贝奇斯
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