光為什麼那麼快,為什麼光能達到那麼快的速度?

2022-09-08 18:56:47 字數 5093 閱讀 2838

1樓:落雁無痕

光速的測定在光學的發展史上具有非常特殊而重要的意義。它不僅推動了光學實驗,也打破了光速無限的傳統觀念;在物理學理論研究的發展里程中,它不僅為粒子說和波動說的爭論提供了判定的依據,而且最終推動了愛因斯坦相對論理論的發展。

在光速的問題上物理學界曾經產生過爭執,開普勒和笛卡爾都認為光的傳播不需要時間,是在瞬時進行的。但伽利略認為光速雖然傳播得很快,但卻是可以測定的。2023年,伽利略進行了最早的測量光速的實驗。

伽利略的方法是,讓兩個人分別站在相距一英里的兩座山上,每個人拿一個燈,第一個人先舉起燈,當第二個人看到第一個人的燈時立即舉起自己的燈,從第一個人舉起燈到他看到第二個人的燈的時間間隔就是光傳播兩英里的時間。但由於光速傳播的速度實在是太快了,這種方法根本行不通。但伽利略的實驗揭開了人類歷史上對光速進行研究的序幕。

2023年,丹麥天文學家羅麥第一次提出了有效的光速測量方法。他在觀測木星的衛星的隱食週期時發現:在一年的不同時期,它們的週期有所不同;在地球處於太陽和木星之間時的週期與太陽處於地球和木星之間時的週期相差十四五天。

他認為這種現象是由於光具有速度造成的,而且他還推斷出光跨越地球軌道所需要的時間是22分鐘。2023年9月,羅麥預言預計11月9日上午5點25分45秒發生的木衛食將推遲10分鐘。巴黎天文臺的科學家們懷著將信將疑的態度,觀測並最終證實了羅麥的預言。

羅麥的理論沒有馬上被法國科學院接受,但得到了著名科學家惠更斯的贊同。惠更斯根據他提出的資料和地球的半徑第一次計算出了光的傳播速度:214000千米/秒。

雖然這個數值與目前測得的最精確的資料相差甚遠,但他啟發了惠更斯對波動說的研究;更重要的是這個結果的錯誤不在於方法的錯誤,只是源於羅麥對光跨越地球的時間的錯誤推測,現代用羅麥的方法經過各種校正後得出的結果是298000千米/秒,很接近於現代實驗室所測定的精確數值。

2023年,英國天文學家布萊德雷發現了恆星的「光行差」現象,以意外的方式證實了羅麥的理論。剛開始時,他無法解釋這一現象,直到2023年,他在坐船時受到風向與船航向的相對關係的啟發,認識到光的傳播速度與地球公轉共同引起了「光行差」的現象。他用地球公轉的速度與光速的比例估算出了太陽光到達地球需要8分13秒。

這個數值較羅麥法測定的要精確一些。菜德雷測定值證明了羅麥有關光速有限性的說法。

光速的測定,成了十七世紀以來所的關於光的本性的爭論的重要依據。但是,由於受當時實驗環境的侷限,科學家們只能以天文方法測定光在真空中的傳播速度,還不能解決光受傳播介質影響的問題,所以關於這一問題的爭論始終懸而未決。

十八世紀,科學界是沉悶的,光學的發展幾乎處於停滯的狀態。繼布萊德雷之後,經過一個多世紀的醞釀,到了十九世紀中期,才出現了新的科學家和新的方法來測量光速。

2023年,法國人菲索第一次在地面上設計實驗裝置來測定光速。他的方法原理與伽利略的相類似。他將一個點光源放在透鏡的焦點處,在透鏡與光源之間放一個齒輪,在透鏡的另一測較遠處依次放置另一個透鏡和一個平面鏡,平面鏡位於第二個透鏡的焦點處。

點光源發出的光經過齒輪和透鏡後變成平行光,平行光經過第二個透鏡後又在平面鏡上聚於一點,在平面鏡上反射後按原路返回。由於齒輪有齒隙和齒,當光通過齒隙時觀察者就可以看到返回的光,當光恰好遇到齒時就會被遮住。從開始到返回的光第一次消失的時間就是光往返一次所用的時間,根據齒輪的轉速,這個時間不難求出。

通過這種方法,菲索測得的光速是315000千米/秒。由於齒輪有一定的寬度,用這種方法很難精確的測出光速。

2023年,法國物理學家傅科改進了菲索的方法,他只用一個透鏡、一面旋轉的平面鏡和一個凹面鏡。平行光通過旋轉的平面鏡匯聚到凹面鏡的圓心上,同樣用平面鏡的轉速可以求出時間。傅科用這種方法測出的光速是298000 千米/秒。

另外傅科還測出了光在水中的傳播速度,通過與光在空氣中傳播速度的比較,他測出了光由空氣中射入水中的折射率。這個實驗在微粒說已被波動說推翻之後,又一次對微粒說做出了判決,給光的微粒理論帶了最後的衝擊。

2023年,卡婁拉斯和米太斯塔德首先提出利用克爾盒法來測定光速。2023年,貝奇斯傳德用這種方法測出的光速是299793千米/秒。

光波是電磁波譜中的一小部分,當代人們對電磁波譜中的每一種電磁波都進行了精密的測量。2023年,艾森提出了用空腔共振法來測量光速。這種方法的原理是,微波通過空腔時當它的頻率為某一值時發生共振。

根據空腔的長度可以求出共振腔的波長,在把共振腔的波長換算成光在真空中的波長,由波長和頻率可計算出光速。

當代計算出的最精確的光速都是通過波長和頻率求得的。2023年,弗魯姆求出光速的精確值:299792.

5±0.1千米/秒。2023年,埃文森測得了目前真空中光速的最佳數值:

299792457.4±0.1米/秒。

光速的測定在光學的研究歷程中有著重要的意義。雖然從人們設法測量光速到人們測量出較為精確的光速共經歷了三百多年的時間,但在這期間每一點進步都促進了幾何光學和物理光學的發展,尤其是在微粒說與波動說的爭論中,光速的測定曾給這一場著名的科學爭辯提供了非常重要的依據。

參考資料

2樓:

光是某種物質受激(接受了大量的能量)後,其中能量形成光子並脫離原來的位置形成的。同方向大量的光子表面上就是一束光。

我們身邊的物體,處於一種低能狀態,加上質量體積大,運動消耗的能量更大,阻礙又大,什麼都大速度自然快不起來。

而光子由於質量體積小,處於高能狀態,所含能量相對很大,運動時消耗的能量卻少,在前進的方向上阻礙又少,速度當然很快。

之所以難以找到比光更快的東西,是因為難以找到能量與質量和體積的比比光子更高的東西。

再說,光是能量很高的東西,一旦慢下來,很快就會被周圍的物質吸收掉,因此,我們只會看見光消失,看不到光慢下來。

3樓:

這個是光的自然屬性。就和電子為什麼帶e的電量?上夸克為什麼的質量為1/3質子的質量?沒有為什麼,就是這樣。

4樓:

光不是最快的,只能是自然界最快的。

實驗室裡的鐳射脈衝群粒子早已經超越了360倍。

5樓:匿名使用者

達到亞光速,時間就倒回去了

6樓:匿名使用者

光不快的話 就不能叫光了 所以他要變得快點 不然人類就給他起名就自行車

7樓:匿名使用者

2023年,丹麥天文學家羅麥第一次提出了有效的光速測量方法。他在觀測木星的衛星的隱食週期時發現:在一年的不同時期,它們的週期有所不同;在地球處於太陽和木星之間時的週期與太陽處於地球和木星之間時的週期相差十四五天。

他認為這種現象是由於光具有速度造成的,而且他還推斷出光跨越地球軌道所需要的時間是22分鐘。2023年9月,羅麥預言預計11月9日上午5點25分45秒發生的木衛食將推遲10分鐘。巴黎天文臺的科學家們懷著將信將疑的態度,觀測並最終證實了羅麥的預言。

2023年,英國天文學家布萊德雷發現了恆星的「光行差」現象,以意外的方式證實了羅麥的理論。剛開始時,他無法解釋這一現象,直到2023年,他在坐船時受到風向與船航向的相對關係的啟發,認識到光的傳播速度與地球公轉共同引起了「光行差」的現象。他用地球公轉的速度與光速的比例估算出了太陽光到達地球需要8分13秒。

這個數值較羅麥法測定的要精確一些。菜德雷測定值證明了羅麥有關光速有限性的說法。 伽利略的方法是,讓兩個人分別站在相距一英里的兩座山上,每個人拿一個燈,第一個人先舉起燈,當第二個人看到第一個人的燈時立即舉起自己的燈,從第一個人舉起燈到他看到第二個人的燈的時間間隔就是光傳播兩英里的時間。

但由於光速傳播的速度實在是太快了,這種方法根本行不通。但伽利略的實驗揭開了人類歷史上對光速進行研究的序幕。

8樓:々程諾愛你

宇宙萬物都是由分子組成的光也不例外,物體的傳播的速度是靠分子的傳播,光的分子是所有分子中最快的科學家稱光的分子傳播的速度是所有分子中的極限。所以光的速度是最快的啊

9樓:匿名使用者

光其實不是物質 用速度計算其實不和理

光不是由任何原子組成 所以其實光速可以無限

10樓:匿名使用者

這是客觀事實,客觀事實不以人的意志為轉移!光的速度是客觀存在的,我們人只是通過研究得到這個結論而已!

11樓:

這個問題只能問科學家

12樓:

一切物質都有慣性

光也有慣性

為什麼沒質量?

13樓:521愛你

光是由光子組成,因為光子運動速度快!所以光就快!!

14樓:享受心痛的感覺

那所謂的超光速是什麼概念呢?

為什麼光能達到那麼快的速度?

15樓:匿名使用者

首先,你要明白,光其實是一種電磁波,光速就是電磁波的傳播速度。但是光又不是單純的電磁波,他還帶有粒子性,光傳播出去的時候是一段一段的,叫做光子。這就是光的波粒二相性。

有一門專門的物理學就是研究這個的。

要明白光為什麼跑這麼快,就要知道電磁波為什麼能跑這麼快。

電磁波是由發生器產生一定規律的磁場,這個磁場又能產生一定規律的電場,這個電場又能產生磁場,這樣來回的產生,就使地磁波在空間中傳播了。場的建立速度就是電磁波的傳播速度,也就是光速了。

這下懂了?

其實,愛因斯坦的相對論已經證明的很清楚了,光速是不可能達到的,就是說,人類永遠不可能超過光速。

16樓:匿名使用者

光是由質量接近於0的粒子組成的,這種粒子叫光子。光子是物質和能量之間的一個最小交界,俗話說就是光子速度還快一點,就可以轉變為能量,當今世界的超光速,那是不可能的。光子是由其他能量轉變而來的,由光子組成的集合就是光能,算是一種能量。

當其他能量轉變成光能的時候,這種能量轉變會使光子沿著兩種路徑行進:1.由一個點向四周發散(相對於後一種這個點大的很多)。

2.由一個點沿一條直線前進(可看成是無數個這樣的點組成前一種的點)。由於光子的質量小,會使它的傳播速度接近三十萬千米。

17樓:

因為,所以。科學,道理。

18樓:匿名使用者

這問題........ 你參考下上面的回答吧

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