人類可以用斐索旋轉(zhuǎn)齒輪法計(jì)算出光的大概速度。你是否想過這樣一個(gè)問題,面對每秒約三十萬千米的光速,在早期沒有任何精密儀器的情況下,究竟是如何被計(jì)算出來?早在1676年,當(dāng)天文學(xué)家奧勒羅莫證明光速是有限的之后,人類一直想方設(shè)法的測量出光速的確切數(shù)值。最終于1849年,法國物理學(xué)家阿曼德斐索在當(dāng)時(shí)有限的實(shí)驗(yàn)條件下,想出了一個(gè)測量光速的絕妙方法,旋轉(zhuǎn)齒輪法。
旋轉(zhuǎn)齒輪法
這個(gè)是煙的做法比較復(fù)雜,需要先利用一個(gè)半透鏡,其次把齒輪里面的齒縫給折射出去,然后再通過半透鏡進(jìn)行觀察,如果是齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng)的話,說明齒輪在照射到其中一個(gè)反光鏡之后,會(huì)按照原來的齒縫返回回來。如果齒輪開始轉(zhuǎn)動(dòng),但還沒有到達(dá)一定速度的時(shí)候,光線會(huì)返回,這樣可以通過齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度來判斷光的大概速度。
探究光速
如果在齒輪一定速度的轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)中,光能夠恰好通過下一個(gè)齒縫,此時(shí)反射光線會(huì)再次被觀察。雖然這樣的做法無法完全判斷,但也能夠大概推測。由于光度速度實(shí)在太快,所以實(shí)驗(yàn)者只能夠延長觀測距離以及齒輪數(shù),并且通過大量的實(shí)驗(yàn)來提高光速的精準(zhǔn)度。
光速誤差
最終,當(dāng)觀察點(diǎn)距離反射鏡長達(dá)八千米,且齒輪齒數(shù)增加到720尺,轉(zhuǎn)速達(dá)到每秒12.67轉(zhuǎn)之后,肥索終于看到反射光線因被擋住而消失,而當(dāng)轉(zhuǎn)速提高一倍之后,他又再次看到了反射光。于是斐索成功計(jì)算出了光的速度為每秒31.5千米。直到進(jìn)入20世紀(jì)后,科學(xué)家們才發(fā)明了更多精準(zhǔn)測量光速的方法。而相比于目前光速的公認(rèn)值,阿曼德斐所測量的光速誤差僅有5.1%。