我们是如何得知光速的 关于光速的历史发展

早在公元 5 世纪，恩培多克勒和亚里士多德等希腊哲学家就对光速的本质存在分歧。

恩培多克勒认为，光无论是由什么制成的，都必须传播，因此必须有传播速度。

亚里士多德在他自己的论文《论感觉与可感》中对恩培多克勒的观点进行了反驳，认为光与声音和气味不同，是瞬间发生的。

亚里士多德当然是错的，但任何人都需要数百年的时间来证明这一点。

在 1600 年代中期，根据PBS NOVA 的说法，意大利天文学家伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）在相距不到一英里的山丘上站着两个人。

每个人都拿着一个屏蔽灯笼。

一个打开了他的灯笼；当另一个人看到闪光时，他也打开了自己的灯笼。

但是伽利略的实验距离不足以让他的参与者记录光速。

他只能得出结论，光的传播速度至少比声音快 10 倍。

1670 年代，丹麦天文学家奥勒·罗默 （Ole R？mer） 试图为海上水手制定可靠的时间表，据美国宇航局称，他意外地提出了一个新的光速最佳估计值。

为了制造天文钟，他从地球上记录了木星卫星 Io日食的精确时间。

随着时间的推移，罗默观察到艾奥的日食经常与他的计算不同。

他注意到，当木星和地球相互远离时，日食似乎滞后最多，在行星接近时提前出现，在行星处于最近或最远点时按计划发生——这是一个粗略的版本。

多普勒效应或红移. 凭着直觉，他确定光从艾欧到地球需要可测量的时间。

罗默用他的观察来估计光速。

1998 年发表在《美国物理学杂志》上的一篇论文认为，由于太阳系和地球轨道的大小尚不准确，他有点偏离了。

但最后，科学家们有了一个数字可以工作。

罗默的计算表明光速约为每秒 124,000 英里（200,000 公里/秒）。

1728 年，英国物理学家詹姆斯·布拉德利 （James Bradley） 对地球绕太阳公转引起的恒星表观位置的变化进行了一组新的计算。

根据美国物理学会的数据，他估计光速为每秒 185,000 英里（301,000 公里/秒）——精确到实际值的 1％ 以内。

1800 年代中期的两次新尝试将问题带回了地球。

法国物理学家 Hippolyte Fizeau 将一束光设置在一个快速旋转的齿轮上，并在 5 英里（8 公里）外设置了一面镜子，将其反射回其源头。

通过改变轮子的速度，菲索可以计算出光线从孔中出来，到达相邻的镜子，然后穿过缝隙返回所需的时间。

另一位法国物理学家 Leon Foucault 使用旋转镜而不是轮子进行了基本相同的实验。

这两种独立的方法均以每秒 1,000 英里（1,609 公里/秒）的速度接近光速。

根据弗吉尼亚大学的说法，另一位解决光速之谜的科学家是出生于波兰的阿尔伯特·A·迈克尔逊，他在加州淘金热时期长大，在就读美国海军学院时磨练了他对物理学的兴趣。

. 1879 年，他试图复制福柯确定光速的方法，但迈克尔逊增加了镜子之间的距离，并使用了极高品质的镜子和透镜。

迈克尔逊每秒 186,355 英里（299,910 公里/秒）的结果被认为是 40 年来最准确的光速测量结果，直到迈克尔逊自己重新测量了它。

在他的第二轮实验中，迈克尔逊在仔细测量距离的两个山顶之间闪烁，以获得更精确的估计。

根据史密森尼航空航天局的说法，在他 1931 年去世前的第三次尝试中杂志，他建造了一英里长的波纹钢管减压管。

该管道模拟了一种接近真空的情况，可以消除空气对光速的任何影响，以进行更精细的测量，仅略低于当今公认的光速值。

迈克尔逊还研究了光本身的性质，天体物理学家 Ethan Siegal 在福布斯科学博客Starts With a Bang 中写道。

在迈克尔逊进行实验时，物理学中最优秀的头脑出现了分歧：光是波还是粒子？

迈克尔逊和他的同事爱德华莫利在假设光像声音一样移动的假设下工作。

正如声音需要粒子来移动，迈克尔逊和莫雷以及当时的其他物理学家推断，光必须有某种介质才能穿过。

这种看不见、摸不着的东西被称为“发光以太”（也称为“以太”）。

尽管迈克尔逊和莫雷建造了一个复杂的干涉仪（这是今天LIGO设施中使用的仪器的一个非常基本的版本），但迈克尔逊找不到任何类型的发光以太的证据。

他确定，光可以而且确实可以穿过真空。

西格尔写道:“这个实验——以及迈克尔逊的大量工作——是如此具有革命性，以至于他成为历史上唯一一个因为非常精确地没有发现任何东西而获得诺贝尔奖的人。

“实验本身可能是一次彻底的失败，但我们从实验中学到的东西对人类和我们对宇宙的理解是比任何成功都更大的福音！”