第二百九十六章 測(cè)量光速（光學(xué)）

　　斐索直接跑來(lái)，對(duì)傅科說(shuō)：“我有了一種測(cè)量光速的辦法?！?p>　　1676年，丹麥天文學(xué)家?jiàn)W勞斯·羅默利用木星衛(wèi)星的星蝕時(shí)間變化證實(shí)光是以有限速度傳播的。他利用木星的木衛(wèi)一在木星在木星圓面上的投影作周期性變化的現(xiàn)象，第一次定量的估計(jì)出光速。

　　1782年，布雷德里推論若光速是有限的，則因?yàn)榈厍虻能壍浪俣龋瑫?huì)使抵達(dá)地球的星光有一個(gè)微小角度的偏折，這就是所謂的光行差，他的大小只有1/200度。布雷德里計(jì)算的光速為298000公里/秒，這與現(xiàn)在的數(shù)值只有不到1%的差異。

　　原來(lái)，在1849年斐索用旋轉(zhuǎn)齒輪法首次在地面實(shí)驗(yàn)室中成功地進(jìn)行了光速測(cè)量。

　　斐索對(duì)傅科說(shuō)：“我的這套方法還是很巧妙的。”

　　斐索拿出了齒輪，半反射鏡，和反射鏡，然后擺好。

　　斐索說(shuō)：“一束光穿過(guò)齒輪的一個(gè)齒縫射到一面鏡子上，然后光會(huì)被反射回來(lái)，我們?cè)谶@個(gè)鍍了銀的半透鏡后面觀察。”

　　傅科說(shuō)：“這樣的話，光速在很快的情況下也難以看出光速?！?p>　　斐索說(shuō)：“我這個(gè)擺的距離短，如果是很長(zhǎng)的距離就可以了?！?p>　　斐索拿出蠟燭作為光源，半透明鏡與反射鏡之間的距離為8.67千米，這樣光往返的路程為17.34千米。然后

　　的齒輪是由720個(gè)齒組成。

　　實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，齒輪是靜止的，然后逐漸增加齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，斐索發(fā)現(xiàn)，當(dāng)齒輪的轉(zhuǎn)速達(dá)到25轉(zhuǎn)/秒時(shí)，他看到的光最強(qiáng)。

　　于是他知道了，在兩個(gè)齒間的空隙被下一個(gè)齒取代前的這段時(shí)間間隔內(nèi)，光束恰好走了17.34千米。由于在1秒內(nèi)，共有720×25個(gè)齒通過(guò)O點(diǎn)，所以，一個(gè)齒輪間隙通過(guò)O點(diǎn)的時(shí)間是1/18000秒，在1/18000秒內(nèi)光走了17.34千米，由此，可以得到光速等于312120千米／秒。

　　驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的是重物和滑輪驅(qū)動(dòng)的。

　　傅科連連點(diǎn)頭，說(shuō)：“這個(gè)想法不錯(cuò)?！?p>　　之后，也就是1862年，傅科阿拉戈的設(shè)想用旋轉(zhuǎn)鏡法開(kāi)始替代索菲測(cè)量光速的辦法，測(cè)得光速為298000±500千米/秒。與精確值差僅0.6%。

　　19世紀(jì)中葉J.C.麥克斯韋建立了電磁場(chǎng)理論，他根據(jù)電磁波動(dòng)方程曾指出，電磁波在真空中的傳播速度等于靜電單位電量與電磁單位電量的比值，只要在實(shí)驗(yàn)上分別用這兩種單位測(cè)量同一電量（或電流），就可算出電磁波的波速。

　　1856年，R.科爾勞施和W.韋伯完成了有關(guān)測(cè)量，麥克斯韋根據(jù)他們的數(shù)據(jù)計(jì)算出電磁波在真空中的波速值為3.1074×10^5千米/秒，此值與菲佐的結(jié)果十分接近，這對(duì)人們確認(rèn)光是電磁波起過(guò)很大作用。

　　1926年，美國(guó)物理學(xué)家A.A.邁克耳孫改進(jìn)了傅科的實(shí)驗(yàn)，測(cè)得c=（299796±4）千米/秒，他于1929年在真空中重做了此實(shí)驗(yàn)，測(cè)得c=299774千米/秒。

　　后來(lái)有人用光開(kāi)關(guān)（克爾盒）代替齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)以改進(jìn)菲佐的實(shí)驗(yàn)，其精度比旋轉(zhuǎn)鏡法提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　1952年，英國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家K.D.費(fèi)羅姆用微波干涉儀法測(cè)量光速得c=299792.50±0.10千米/秒。

　　1972年，美國(guó)的K.M.埃文森等人直接測(cè)量激光頻率ν和真空中的波長(zhǎng)λ，算得c=299792458±1.2米/秒。