光速那么快,最初人们是用什么方法知道光速并不是无限的?

x
用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈

  光是世界最不可或缺的事物之一,如果没有光,整个世界都将陷入永恒的黑暗。过去很长的时间里,人们对光速到底是有限还是无限一直争论不休。

  

  光速是有限的还是无限的,在过去一直争论不休

  最早想出一个办法测量光速的人,是被誉为实验物理学家之父的大科学家伽利略。伽利略派两组人跑到两座相距1.5公里的山上。两组人各拿一盏带挡板的煤油灯。第一座山上的人一拉起挡板,他的同伴就开始计时。第二座山上的人一看到第一盏煤油灯的灯光,就立即拉起自己手中煤油灯的挡板。当第一座山上的人看到第二盏灯的灯光时,立即停止计时。这样一来,用3公里除以第一座山上的人所记的时间,就是光速。但由于光速实在太快,这个实验以失败告终。

  

  伽利略

  

  伽利略测光速

  伽利略去世30年后,终于有人成功证明了光速是有限的。他就是丹麦的天文学家奥勒罗默。先给小朋友们补一点天文知识。太阳系以太阳为中心,八颗行星在同一平面内绕太阳旋转。从内向外,第三颗行星是地球,第五颗则是太阳系当中块头最大的行星---木星,离木星最近的那颗卫星叫木卫一。木卫一绕木星旋转很快,只需42.5小时一圈。由于地球、木星、木卫一都在一个平面内,当木卫一绕到木星背面后,就被木星挡住,让地球上的我们观察不到它,这个现象叫“木卫一蚀”。了解了这些天文知识后,我们就可以讲罗默是如何证明光速有限的了。

  

  太阳系示意图

  

  如图所示,A点是太阳,环绕它的大圆是地球轨道;B点是木星,环绕它的小圆是木卫一轨道。木卫一和地球都按逆时针旋转。当木卫一处于C点和D点之间时,就会出现“木卫一蚀”。在地球上,用望远镜观测木卫一两次到达C点或两次到达D点的瞬间并计算时间间隔,就可以测出木卫一绕木星转一圈的时间。如果光速是无限的,那么无论地球离木星是远是近,我们观测木卫一绕木星转一圈的时间将是恒定不变的。但真实情况并非如此。当地球在地球轨道上向着木星运动,如图从F运动到G点时,实际观测到木卫一两次到达C点或D点的时间间隔越来越小。反过来,当它远离木星运动,如图从L点运动到K点时,实际观测到的木卫一两次到达C点或D点的时间间隔越来越大。这意味着光从木星附近传到较近的G、L两点所花的时间短,而传到较远的L、K两点所花的时间长。这就有力地证明了光速确实是有限的。

  可能有的小朋友有疑问了,为什么在地球绕太阳转的过程中,木星的位置没有发生改变呢?原因是,木星绕太阳转一圈需要十二年,换句话说,木星相对于太阳的位置变化并不明显,因此可以近似地认为它的位置没有发生变化。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

跟贴 跟贴 3 参与 3
© 1997-2020 网易公司版权所有 About NetEase | 公司简介 | 联系方法 | 招聘信息 | 客户服务 | 隐私政策 | 广告服务 | 网站地图 | 意见反馈 | 不良信息举报

达达的科学探索

欢迎来到科学的世界

头像

达达的科学探索

欢迎来到科学的世界

820

篇文章

1205

人关注

列表加载中...
请登录后再关注
x

用户登录

网易通行证/邮箱用户可以直接登录:
忘记密码