一、光及光速测量的发展史
(一)古代中国对于光的认识
“景,光之人煦若射。下者之人也高,高者之人也下。足敝下光,故景障内 也。”——《墨经》(光的直线传播)
“阳艘向日照之•则 光聚向内,离镜一二寸,光聚为一点,大如麻 寂,着 物则火发;阳健面洼,以一指迫而照 之则正,渐远则无所见,过此遂倒。”一一 《梦溪笔谈》(小孔成像)
(二) 西方人对于光的认识
崐神说,要有光,就有了光。一一《圣经》
光是由发光体向四面八方射出的一种东西, 这种东西碰到障碍物上就立刻被 弹开。如果它偶然进入人的眼睛,就叫人感觉到看见使它最后被弹开的那个东西。 ――毕达哥拉斯
(三) 光在近代物理学发展过程中的认识
光的颗粒说(1643-1727)——牛顿
光的波动说(1635-1703)——胡克
光是电磁波(1857-1894)――赫兹
粒子说(1879-1955)——爱因斯坦
二、究竟光是什么?
现代科学的认为:光是一种人类眼睛可以见的电磁波(可见光谱)。在科学 上的定义,光有时候是指所有的电磁波谱。光是由一种称为光子的基本粒子组成 具有粒子性与波动性,或称为波粒二象性。光可以在真空、空气、水等透明的物 质中传播。
三、光速测量的方法
(一) 伽利略首先提出了光速的测量,但失败了。( 1607)
(二) 天文测定光速
1. 罗默的卫星蚀法(1676)
2. 布莱德雷的光行差法(1728)
点评:由于当时天文仪器并无现在先进, 且凭肉眼观察误差较大,所以测得的值 都不精确
(三) 大地测定光速(以光行过的路程和时间得出速度 c=s/t)
1. 斐索旋转齿轮法(1849)
2. 惠更斯旋转镜法(1834)
3. 迈克尔逊旋转棱镜法(1926)
点评:想要得到越精确的值,就要尽量增大 s和t,故实际操作繁琐和精确度不 大是必然的。
(四) 实验室测光速法(c= X ?)
1. 埃森微波谐振腔法(1950)
2. 激光法测光速
点评:是目前最普遍也是最准确测量光速的方法,也是本实验的思想方法
拍光法测光速
【学习目标】
1. 进一步理解光拍频的概念、掌握光拍频法测量光速的技术,了解声光调制 器的应用;
2. 体会到光速也是一个有限值,并了解光年是一个空间量 ;
3. 进一步学习光路的调整和熟练示波器的使用。
【实验原理及装置】
2. 1光拍的产生和传播血*
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频.如图一所示陇们用光电檢测器接收这个狛频渡*因为光检测器的光蝕面上光照反应所产 生的光电瀛系光强所引起*故光电济为io =gE^ 山为接收器的光电转换常数*把⑴ 代入(魚 问时注意;由于光频甚髙(人>10"缶》,光敏面亲不及斥映频率如此之高的
光强变化.迄今仅能反映频率圧左右的光强变化’并产生光电流1務念对时何积分, 井取对光检测器的响应时fsj£(X
常数项和缓变JJL即;
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其中山心是与妙f相应的肃频率,辺心=22为初相*可见光检测器输出的光电流包含 有宜流和光拍信号两种战分.滤去直流成分,即得频率为狛频位相与初相和空间悝置 有关的输出光拍信号■-
圏二是光拍信哥4在某一时刻的空间分布,如果接收电路将直流成分滤掉.即得純粹 的抬频信号在空间的分布。这裁是说处在不同空间僅置的光检测器,程同一时刻育不同也相 的光电流輸出.这就提示我们可以用 比较相位的方法间搂地决定光速。*
專实匕 由(3)可知*光拍频的同竝
相诸点有如下关系:业4 2伽或
nc
<4)n为整数.两相邻
图二光抬的空间骨布,
同相点的距离"評相当环频
波的测定了人和光松频』齐即可确定光速Q・
滤波
光电二极昔
30Mh
淳频
297MHz
本振
300kH2
Y输入外削发
14.85MHz
150kHz
15MHZ
频率计
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本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/1e45a749846fb84ae45c3b3567ec102de2bddfdf.html
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