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奧林巴斯顯微鏡:光速是多少?

2020-09-03 14:54:19

在外層空間的某個(gè)地方,數(shù)十億光年,從地球的宇宙大爆炸,原來(lái)光正在開(kāi)辟新的理由,因?yàn)樗^續(xù)向外移動(dòng)。與之形成鮮明對(duì)比的是,另一種形式的電磁輻射在地球上的起源,無(wú)線(xiàn)電波從就職現(xiàn)場(chǎng)情節(jié)露西顯示廣播首屈一指的深空某處,雖然大大減少幅度。

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這兩個(gè)事件背后的基本概念包括以光的速度(和所有其他形式的電磁輻射),哪些科學(xué)家已經(jīng)徹底檢查,并表示為一個(gè)恒定值方程的符號(hào)c表示。不是真正的常數(shù),而是在真空中的*大速度,光的速度,這是幾乎是每秒30萬(wàn)公里,可以被操縱,通過(guò)改變媒體或量子干涉。

行進(jìn)的光在均勻的物質(zhì),或介質(zhì),在一個(gè)相對(duì)恒定的速度在一條直線(xiàn)傳播,除非它被折射,反射,衍射,或以其他方式擾動(dòng)。這種行之有效的科學(xué)事實(shí)是不是原子時(shí)代,甚至是文藝復(fù)興時(shí)期的產(chǎn)物,但*初是古希臘學(xué)者,歐幾里德,某處公元前350年左右在他的里程碑式的論文光學(xué)推廣然而,光的強(qiáng)度(和其他電磁輻射)行進(jìn)的距離的平方成反比。因此,在光的足跡給定的距離的兩倍,由四個(gè)因素的強(qiáng)度下降。

當(dāng)通過(guò)空氣傳播的光進(jìn)入不同的介質(zhì),如玻璃或水時(shí),減少的速度和波長(zhǎng)的光(參見(jiàn)圖2),雖然頻率保持不變。光速在真空中,其中有一個(gè)折射率為1.0每秒約30萬(wàn)公里,但它會(huì)減慢至225,000公里每秒在水中(折射率為1.3,參見(jiàn)圖2)和20萬(wàn)公里每秒在玻璃(折射率指數(shù)為1.5)。鉆石,具有相當(dāng)高的折射率為2.4,光的速度被降低到一個(gè)相對(duì)的抓取(125,000公里每秒),其在真空中的*大速度小于約60%。

由于巨大的外星系之間的空間(見(jiàn)圖1),光在銀河系內(nèi)恒星之間的遼闊公里沒(méi)有測(cè)量,而是光年的旅程,遠(yuǎn)近光旅行的一年。一光年等于95000億公里,或約5.9萬(wàn)億英里。到下一個(gè)*近的恒星半人馬座比鄰星*出了我們的太陽(yáng),距離地球約4.24光年。相比之下,估計(jì)銀河系的直徑約15萬(wàn)光年,和仙女座星系的距離是約221萬(wàn)光年。這意味著離開(kāi)仙女座星系的光221萬(wàn)年以前剛剛到達(dá)地球,除非它被伏擊反映天體或折射碎片。

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當(dāng)天文學(xué)家凝視夜空,他們觀(guān)察實(shí)時(shí)的混合物,*近,和古老的歷史。例如,期間描述開(kāi)拓巴比倫人,阿拉伯占星家,希臘天文學(xué)家的恒星星座,天蝎座天蝎座占星家)仍然有鞭尾的蝎子。這個(gè)星座尾星等人在曾出現(xiàn)500和公元前1000年之間在天空中的新星,但不再可見(jiàn)今天的觀(guān)賞流星。雖然一些地球夜空中觀(guān)察到的恒星,有光波攜帶自己的形象早已滅亡,仍然達(dá)到了人類(lèi)的眼睛和望遠(yuǎn)鏡。效果,光從毀滅他們(和他們的缺席的黑暗)尚未越過(guò)深空,因?yàn)闀r(shí)間不足的巨大距離。

*記錄哲學(xué)家恩培多克勒,誰(shuí)住Acragas公元前450年左右,是一個(gè)推測(cè),光用有限的速度旅行。幾乎一千年后,公元525年左右,羅馬學(xué)者和數(shù)學(xué)家Anicius伯蒂烏斯的企圖記錄光的速度,但被指控叛國(guó)罪和巫術(shù),被斬首,他的科學(xué)事業(yè)。*********,煙火信號(hào)由中國(guó)*早的應(yīng)用以來(lái),男人想知道光的速度。隨著閃光燈的光與色的前幾秒鐘的爆炸聲,也沒(méi)有嚴(yán)重的計(jì)算需要認(rèn)識(shí)到,光的速度明顯*過(guò)了音速。

背后的秘密******中國(guó)向西方作出自己的方式在中間的13世紀(jì),并與他們,來(lái)到光速的問(wèn)題。在此期間,其他研究者必須考慮緊隨其后,聲聲雷鳴,典型的雷暴閃電,但沒(méi)有提供合理的科學(xué)解釋的性質(zhì),拖延。阿拉伯學(xué)者海桑是*次嚴(yán)重的光學(xué)科學(xué)家建議(公元1000年左右),光有一個(gè)有限的速度,公元1250年,英國(guó)光學(xué)先驅(qū)羅杰培根寫(xiě)道,光的速度是有限的,雖然非常迅速。不過(guò),在此期間廣泛持有的大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為光的速度是無(wú)限的,無(wú)法衡量。

在1572年,丹麥**天文學(xué)家第谷·布拉赫是*次描述的一顆*新星,發(fā)生在仙后星座。看完“新明星”突然出現(xiàn)在天空,慢慢地加大亮度,然后淡出*過(guò)18個(gè)月的期間,天文學(xué)家迷惑不解,但好奇。這些新天體異象開(kāi)車(chē)布拉赫和他同時(shí)代的質(zhì)疑廣泛舉行的概念,一個(gè)**的和不變的宇宙中有無(wú)限光速。光的信念,有著無(wú)窮的速度是難以取代的,雖然有少數(shù)科學(xué)家們開(kāi)始質(zhì)疑光速的速度在16世紀(jì)。作為為1604年年底,德國(guó)物理學(xué)家開(kāi)普勒推測(cè),光的速度是瞬時(shí)的。他又說(shuō),他發(fā)表的筆記真空的空間沒(méi)有減緩光的速度下降,阻礙了,在有限的程度上,追求他的同時(shí)代醚,理應(yīng)充滿(mǎn)空間,并進(jìn)行光。

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望遠(yuǎn)鏡發(fā)明和一些相對(duì)原油精煉后不久,丹麥天文學(xué)家?jiàn)W勒羅默(1676)是*位科學(xué)家作出了嚴(yán)格的嘗試估計(jì)光的速度。通過(guò)研究木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一和頻繁的日食,羅默是能夠預(yù)測(cè)日食期間的周期性的月亮(圖3)。然而,幾個(gè)月后,他發(fā)現(xiàn),他的預(yù)言慢慢變得不太準(zhǔn)確逐步更長(zhǎng)的時(shí)間間隔,達(dá)到*大的誤差為約22分鐘(一個(gè)相當(dāng)大的差異,考慮如何在那段時(shí)間跨度遠(yuǎn)光)。然后,只是奇怪的是,他的預(yù)言再次成為在幾個(gè)月更準(zhǔn)確,周期重演。羅默在巴黎天文臺(tái)工作,很快就意識(shí)到,所觀(guān)察到的不同而引起的變化在地球和木星之間的距離,由于行星的軌道路徑。由于木星移到遠(yuǎn)離地球,光有一個(gè)較長(zhǎng)的距離旅行,花更多的時(shí)間來(lái)到達(dá)地球。應(yīng)用相對(duì)不準(zhǔn)確的計(jì)算期間地球和木星之間的距離,羅默是能夠估計(jì)光的速度每秒約137,000英里(或22萬(wàn)公里)。圖3說(shuō)明了再現(xiàn)原始圖紙由羅默劃定他利用的方法來(lái)確定光速。

羅默的工作激起了科學(xué)界,關(guān)于無(wú)限光速,許多研究者開(kāi)始重新考慮他們的猜測(cè)。例如艾薩克·牛頓爵士,寫(xiě)在他的里程碑式的1687年論文哲學(xué)的“自然Prinicipia數(shù)學(xué)(自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理),“因?yàn)楝F(xiàn)在某些現(xiàn)象,木星的衛(wèi)星,由不同的天文學(xué)家的觀(guān)測(cè)證實(shí),即光的傳播在繼承和需要大約七八分鐘,從太陽(yáng)到地球“,這實(shí)際上是一個(gè)非常接近的估計(jì)正確光速旅行。牛頓受人尊敬的意見(jiàn)和廣泛的聲譽(yù),為在跳開(kāi)始科學(xué)**,并推出了新的研究,科學(xué)家們現(xiàn)在通過(guò)光的速度有限。

線(xiàn)提供一個(gè)有用的光的速度估計(jì)在接下來(lái)的英國(guó)物理學(xué)家詹姆斯·布拉德利。在1728年,牛頓去世一年后,布拉德利估計(jì),光在真空中的速度是每秒約301,000公里,使用恒星畸變。這些現(xiàn)象都表現(xiàn)出一個(gè)明顯的變化,由于地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)的恒星的位置。恒星光行差的程度,可以從地球的軌道上的速度的比率,以確定光的速度。通過(guò)測(cè)量恒星光行差的角度和運(yùn)用這些數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)地球的軌道速度,布拉德利是能夠到達(dá)一個(gè)非常準(zhǔn)確的估計(jì)。

1834年,查爾斯惠斯通爵士的萬(wàn)花筒,發(fā)明家和科幻的音效的先鋒,試圖電力的速度來(lái)衡量。惠斯通發(fā)明了一種裝置,利用旋轉(zhuǎn)的鏡子和萊頓瓶通過(guò)一個(gè)電容放電生成和時(shí)鐘的運(yùn)動(dòng)通過(guò)將近8英里的電線(xiàn)火花。不幸的是,他的計(jì)算(也許是他的儀表)錯(cuò)誤到這種程度,惠斯登電估計(jì)電力在288,000英里每秒的速度,一個(gè)錯(cuò)誤,使他相信,電力行駛速度比光快。惠斯登電的研究后來(lái)擴(kuò)大后,由法國(guó)科學(xué)家多米尼克·弗朗索瓦·吉恩阿拉戈。雖然他沒(méi)有完成他的工作,未能在1850年之前,他的視力,阿拉戈正確的推測(cè),光前往水比空氣慢。

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與此同時(shí),在法國(guó),獨(dú)立的對(duì)手的科學(xué)家阿爾芒菲佐和讓 - 伯納德 - 萊昂??略噲D測(cè)量光的速度,而不依靠天體事件,阿拉戈的發(fā)現(xiàn)和利用,擴(kuò)大惠斯登電旋轉(zhuǎn)鏡儀器設(shè)計(jì)。在1849年,斐索設(shè)計(jì)閃過(guò)光束的一種裝置,通過(guò)一個(gè)齒輪(而不是旋轉(zhuǎn)的反射鏡),然后到5.5英里遠(yuǎn)的距離定位在一個(gè)固定的反射鏡。他以極快的速度旋轉(zhuǎn)的車(chē)輪,能夠引導(dǎo)光束通過(guò)兩個(gè)牙齒之間的縫隙向外的旅程,并在鄰近的差距在回來(lái)的路上趕上反射光線(xiàn)。有了車(chē)輪速度和行駛距離脈沖光,菲佐能夠計(jì)算出光的速度。他還發(fā)現(xiàn)了光的傳播速度在空氣中比在水中(確認(rèn)阿拉戈的假說(shuō)),同胞福柯事實(shí)上,后來(lái)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

??虏捎脡嚎s空氣渦輪機(jī)來(lái)測(cè)量光速驅(qū)動(dòng)快速旋轉(zhuǎn)的鏡子。在他的裝置(參見(jiàn)圖4),一個(gè)狹窄的光束的光通過(guò)的孔,然后通過(guò)玻璃窗口(也作為一個(gè)分束器),快速旋轉(zhuǎn)的反射鏡的影響之前,精細(xì)刻度。從紡紗鏡引導(dǎo)通過(guò)旨在增加儀器的路徑長(zhǎng)度約20米的大小沒(méi)有相應(yīng)增加以Z字形的電池的固定反射鏡反射的光。的時(shí)間量,它反映了光通過(guò)一系列的反射鏡,并返回到旋轉(zhuǎn)鏡,鏡中的位置發(fā)生輕微的移位。隨后,從偏移的位置的旋轉(zhuǎn)鏡子反射的光如下一個(gè)新的通路返回到源并進(jìn)入安裝在儀器上的顯微鏡。光線(xiàn)的微小的轉(zhuǎn)變可以看出,通過(guò)顯微鏡觀(guān)察,記錄。從他的實(shí)驗(yàn)中收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,??聻?98,000公里每秒(每秒約185,000英里),能夠計(jì)算出光的速度。

光路在??碌脑O(shè)備是足夠短,以用來(lái)測(cè)量光的速度比空氣通過(guò)其他媒體。他發(fā)現(xiàn),在水或玻璃光的速度在空氣中的值的大約三分之二,他還得出結(jié)論,通過(guò)給定的介質(zhì)是成反比的折射率的光的速度。這種顯著的結(jié)果是關(guān)于光的行為開(kāi)發(fā)了數(shù)百年前從波浪理論光的傳播與預(yù)測(cè)一致。

一名波蘭出生的美國(guó)物理學(xué)家艾伯特·邁克爾遜按照??碌你U,試圖以提高精度的方法,并成功地測(cè)量光的速度在1878年版本的設(shè)備以及更復(fù)雜的2,000英尺高的墻襯砌銀行英國(guó)的塞文河。投資于高品質(zhì)的集中和反映一個(gè)更長(zhǎng)的途徑比??吕霉馐耐哥R和反射鏡,邁克爾遜每秒(每秒)299909公里186355英里計(jì)算出*終的結(jié)果,讓可能的錯(cuò)誤每秒約30英里。由于他的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性增加,邁克爾遜的測(cè)量精度大于福柯的20倍以上。

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在19世紀(jì)末,它仍然相信大多數(shù)科學(xué)家利用載體介質(zhì)的光通過(guò)空間傳播稱(chēng)為。邁克爾遜科學(xué)家愛(ài)德華·莫利在1887年合作設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法檢測(cè)醚通過(guò)觀(guān)察光速的相對(duì)變化,地球完成其軌道圍繞太陽(yáng)。為了完成這個(gè)目標(biāo),他們?cè)O(shè)計(jì)的干涉儀的光束分割和重新定向的各個(gè)光束通過(guò)兩種不同的途徑,每個(gè)的長(zhǎng)度*過(guò)10米,使用一個(gè)復(fù)雜的反射鏡陣列。邁克爾遜和莫利的理由是,如果地球行駛通過(guò)醚介質(zhì)中,光束來(lái)回反射垂直于******中的流動(dòng)將必須移動(dòng)的平行束反射到醚的比。其結(jié)果將是在一個(gè)可檢測(cè)到的光束時(shí),光束通過(guò)干擾復(fù)合的延遲。

邁克爾遜和莫雷的實(shí)驗(yàn)裝置建成由塊狀(見(jiàn)圖5)。安裝在緩慢旋轉(zhuǎn)五英尺見(jiàn)方,14英寸厚的石板,進(jìn)一步的保護(hù),該儀器由一個(gè)基本的汞池,作為一個(gè)無(wú)摩擦的減震器,以消除來(lái)自地球的振動(dòng)。板坯一旦被設(shè)置成運(yùn)動(dòng),達(dá)到*高時(shí)速為每小時(shí)10轉(zhuǎn),花了幾個(gè)小時(shí)再次達(dá)到停下。通過(guò)光分束器,由所述反射鏡系統(tǒng)的反射,干涉條紋用顯微鏡檢驗(yàn),但什么都未觀(guān)察到。然而,邁克爾遜利用準(zhǔn)確地確定光的速度每秒在186320英里(每秒299853公里),在未來(lái)25年為標(biāo)準(zhǔn)值,站在他的干涉。邁克爾遜 - 莫雷實(shí)驗(yàn)的故障檢測(cè)光的速度變化在運(yùn)動(dòng)結(jié)束醚爭(zhēng)論,終于入土為安由阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的理論在20世紀(jì)初年的開(kāi)端。

在1905年,愛(ài)因斯坦發(fā)表他的狹義相對(duì)論,廣義相對(duì)論在1915年。*種理論,以恒定的速度相對(duì)于另一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),而第二個(gè)集中在與重力的加速度及其鏈接。因?yàn)樗麄兲魬?zhàn)了許多長(zhǎng)期存在的假設(shè),如牛頓運(yùn)動(dòng)定律,愛(ài)因斯坦的理論在物理學(xué)**的力量。相對(duì)論的思想體現(xiàn)的概念,才能決定一個(gè)對(duì)象的速度相對(duì)于觀(guān)察者的位置。作為一個(gè)例子,一個(gè)人走內(nèi)的客機(jī)出現(xiàn)在參考幀中的飛機(jī)(它本身移動(dòng)時(shí)每小時(shí)600英里)在大約一英里每小時(shí)。然而,在地面上的觀(guān)察者,該男子似乎是在601英里每小時(shí)的移動(dòng)。

愛(ài)因斯坦在他的計(jì)算,假設(shè)光速往返兩個(gè)參照系觀(guān)察員在這兩個(gè)位置保持不變。因?yàn)樵谝粠惺褂靡粋€(gè)觀(guān)測(cè)器的光在另一幀中,這樣的改變觀(guān)察者可以以何種方式涉及的對(duì)象的位置和速度,以確定對(duì)象的位置和速度。愛(ài)因斯坦采用這個(gè)概念,得出一些重要的公式描述了如何在一個(gè)參照系的對(duì)象時(shí)出現(xiàn)從另一個(gè)是勻速運(yùn)動(dòng),相對(duì)于*。他的結(jié)果導(dǎo)致了一些不尋常的結(jié)論,雖然僅影響變得明顯,當(dāng)一個(gè)對(duì)象的相對(duì)速度接近光速。綜上所述,重大影響愛(ài)因斯坦的基本理論和他經(jīng)常引用的相對(duì)論公式:

E = MC 2

可以概括如下:

  • 一個(gè)目的減小的長(zhǎng)度,相對(duì)于一個(gè)觀(guān)察者,作為該對(duì)象的增加的速度。

  • 當(dāng)一個(gè)參考框架是移動(dòng)的,時(shí)間間隔變短。換句話(huà)說(shuō),在或接近光速的速度移動(dòng)的空間的旅客可以離開(kāi)地球多年,并返回經(jīng)歷只有幾個(gè)月的時(shí)間間隔的。

  • 一個(gè)移動(dòng)物體隨它的速度,并作為速度接近光速的速度,質(zhì)量接近無(wú)窮大的質(zhì)量。出于這個(gè)原因,人們普遍認(rèn)為,旅行的速度比光的速度是不可能的,因?yàn)橐粋€(gè)無(wú)限量的能量會(huì)被要求加速無(wú)限質(zhì)量。

盡管愛(ài)因斯坦的理論影響了整個(gè)物理世界,它的科學(xué)家們正在研究光有特別重要的意義。理論解釋為什么邁克爾遜 - 莫雷實(shí)驗(yàn)未能產(chǎn)生預(yù)期的結(jié)果,阻止進(jìn)一步嚴(yán)肅的科學(xué)調(diào)查為載體介質(zhì)的性質(zhì)******。它還表明,沒(méi)有什么可以移動(dòng)的速度比光在真空中的速度,這個(gè)速度是恒定的和不變的值。同時(shí),實(shí)驗(yàn)科學(xué)家繼續(xù)應(yīng)用日益精密的儀器,在光的速度正確的值為零,減少了在其測(cè)量誤差。

測(cè)量光速
研究者方法估計(jì)
公里
/秒
1667Galileo Galilei涵蓋燈籠333.5
1676Ole Roemer木星的衛(wèi)星220,000
1726James Bradley恒星光行差301,000
1834Charles Wheatstone旋轉(zhuǎn)鏡402336
1838Fran?ois Arago旋轉(zhuǎn)鏡 
1849Armand Fizeau旋轉(zhuǎn)輪315,000
1862Leon Foucault旋轉(zhuǎn)鏡298,000
1868James Clerk Maxwell理論計(jì)算284,000
1875Marie-Alfred Cornu旋轉(zhuǎn)鏡299,990
1879Albert Michelson旋轉(zhuǎn)鏡299,910
1888Heinrich Rudolf Hertz電磁輻射300000
1889Edward Bennett Rosa電氣測(cè)量300000
1890sHenry Rowland光譜301,800
1907Edward Bennett Rosa and Noah Dorsey電氣測(cè)量299788
1923Andre Mercier電氣測(cè)量299795
1926Albert Michelson旋轉(zhuǎn)鏡(干涉)299798
1928August Karolus and Otto Mittelstaedt克爾細(xì)胞快門(mén)的299,778
1932年至1935年Michelson and Pease旋轉(zhuǎn)鏡(干涉)299774
1947Louis Essen諧振腔299,792
1949Carl I. Aslakson肖蘭雷達(dá)299,792.4
1951Keith Davy Froome射電干涉儀299,792.75
1973Kenneth M. Evenson激光299,792.457
1978Peter Woods and Colleagues激光299,792.4588
表1

在十九世紀(jì)晚期,在無(wú)線(xiàn)電和微波技術(shù)的進(jìn)步提供了新的方法,測(cè)量光的速度。德國(guó)物理學(xué)家海因里?!?shù)婪颉ず掌澰?888年,*過(guò)200年后,羅默的開(kāi)拓天體觀(guān)測(cè),測(cè)量無(wú)線(xiàn)電波的速度。赫茲值接近每秒30萬(wàn)公里,到達(dá)確認(rèn)詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的理論,無(wú)線(xiàn)電波和光兩種形式的電磁輻射。20世紀(jì)40年代和50年代期間收集其他證據(jù),當(dāng)英國(guó)的物理學(xué)家基思·戴維Froome路易埃森的的采用無(wú)線(xiàn)電波和微波,分別能夠更精確地測(cè)量電磁輻射的速度。

麥克斯韋也計(jì)入定義,而不是通過(guò)測(cè)量光的速度和其他形式的電磁輻射,但通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)。麥克斯韋的理論,在他的研究試圖找到一個(gè)電和磁之間的聯(lián)系,不斷變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),法拉第定律的推論相反。他提出電磁波組成的組合的振蕩電場(chǎng)和磁場(chǎng)波,這些波的速度計(jì)算通過(guò)空間:

速度(V)= 1 /(ε?μ)1/2

其中,ε介電常數(shù),μ自由空間磁導(dǎo)率,具有相對(duì)高的精確度,可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)常數(shù)。其結(jié)果是一個(gè)值,該值接近的光測(cè)得的速度。

1891年,邁克爾遜光的速度和天文學(xué)上繼續(xù)他的學(xué)業(yè),創(chuàng)建了一個(gè)大規(guī)模的干涉使用折射望遠(yuǎn)鏡利克天文臺(tái)在加利福尼亞州。根據(jù)他的觀(guān)察,觀(guān)看遠(yuǎn)處的物體,如星星,可以定量分析測(cè)量天體的大小和光的速度時(shí),光的到達(dá)時(shí)間延遲。近30年后,邁克爾遜搬到他的實(shí)驗(yàn)威爾遜山天文臺(tái),100英寸的望遠(yuǎn)鏡,在當(dāng)時(shí)世界上*大的應(yīng)用相同的技術(shù)。

通過(guò)將一個(gè)八角形的旋轉(zhuǎn)鏡進(jìn)入他的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),邁克爾遜到達(dá)光的速度每秒299845公里值。雖然邁克爾遜去世前完成了他的實(shí)驗(yàn),他的同事弗朗西斯·皮斯在威爾遜山,繼續(xù)采用創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行研究,到20世紀(jì)30年代。皮斯使用修改后的干涉,幾年來(lái)多次測(cè)量,終于下定決心,正確的值光速是299774公里,每秒達(dá)到該日期*接近的測(cè)量。幾年后,在1941年,科學(xué)界設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn),以光的速度。此值時(shí),每秒299773公里,是基于在編譯期間從*精確的測(cè)量。圖6展示了過(guò)去200年,光速測(cè)量的圖形表示。

lightspeedfigure6

到20世紀(jì)60年代末,激光成為高度定義的頻率和波長(zhǎng)的穩(wěn)定的研究工具。它迅速成為明顯,同時(shí)測(cè)量的頻率和波長(zhǎng)的光的速度產(chǎn)生一個(gè)非常精確的值,類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)方法使用微波爐在1958年開(kāi)展的基思·戴維Froome。在美國(guó)和其他國(guó)家的幾個(gè)研究小組來(lái)自碘穩(wěn)頻氦氖激光測(cè)得的633納米線(xiàn)的頻率,并得到高度精確的結(jié)果。1972年,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所采用激光技術(shù)來(lái)衡量的速度每秒299,792,458公尺(186282英里每秒),*終導(dǎo)致在儀表重新定義為光速的速度通過(guò)一個(gè)高度精確的估計(jì)。

羅默1676突破性的努力,開(kāi)始以光的速度已至少有163次測(cè)量*過(guò)100調(diào)查(見(jiàn)表1匯編的方法,研究者和日期)利用多種不同的技術(shù)。隨著科學(xué)的方法和設(shè)備精制而成,估計(jì)誤差限制縮小,但以光的速度并沒(méi)有顯著改變,因?yàn)榱_默的十七世紀(jì)的計(jì)算。*后于1983年,已有300多年后的*次嘗試嚴(yán)重的測(cè)量,光的速度被定義為299,792.458公里每秒第十七一般國(guó)會(huì)度量衡。因此,米的距離的光被定義為1/299的時(shí)間間隔期間,792458秒。然而,在一般情況下,光的速度(甚至在很多科學(xué)計(jì)算)四舍五入每秒300,000公里(或186000英里)。到達(dá)光速的標(biāo)準(zhǔn)值,重要的是建立國(guó)際單位制,使來(lái)自世界各地的科學(xué)家,他們的數(shù)據(jù)和計(jì)算進(jìn)行比較。

有證據(jù)是否存在,光的速度已經(jīng)放緩,因?yàn)橛钪娲蟊ǖ臅r(shí)間時(shí),它可能已經(jīng)移動(dòng)速度明顯加快,一些研究者建議,溫和的爭(zhēng)論。雖然論據(jù)反駁延續(xù)這種辯論,大多數(shù)科學(xué)家仍然爭(zhēng)辯說(shuō),光的速度是一個(gè)常數(shù)。物理學(xué)家指出,羅默和他的追隨者的實(shí)際測(cè)量光速并沒(méi)有顯著改變,但頗有點(diǎn)完善了一系列相關(guān)的科學(xué)儀器與精密的測(cè)量,用于建立以光的速度增加。今天,木星和地球之間的距離是已知的具有高的精確度,因?yàn)槭翘?yáng)系行星的軌道的直徑。當(dāng)研究人員把這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于返修過(guò)去幾個(gè)世紀(jì)的計(jì)算,他們得到的值與更加現(xiàn)代和*的儀器獲得的光的速度。