光速测量发展史与现在实验室光速测量方法讲义.ppt

指导老师： PPT整理： 2010 年 6 月 光 速 的 测 量 参考文献：《新编大学物理实验教程》浙江大学出版社 陈守川 杜金潮 沈剑峰 编 《近代物理实验》 科学出版社 邬鸿彦 朱明刚 主编 《文明之源——物理学》上海科学与技术出版社 吴翔 沈葹 陆徧征 羊亚平 吴於人 编 网络资源：西安交通大学物理实验精品课程 百度知道 一、光及光速测量的发展史 古代中国对于光的认识 西方人对于光的认识 光速测量的发展史 “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。” ——《梦溪笔谈》（小孔成像） 古代中国 西方历史中对光的认识 崐神说，要有光，就有了光。 ——《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 光的颗粒说。 —— 牛顿（1643-1727） 光的波动说。 ——胡克（1635-1703） 光是电磁波。 ——赫 兹（1857-1894） 粒子说。 ——爱因斯坦（1879-1955） 光在近代物理学发展过程中的认识 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。 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= λ ?） 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。 二、拍光法测光速 学习目标 实验原理及装置 实验步骤 实验难点及技巧 实验误差分析 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 本实验装置原理图 实验装置：一、光速测定仪（激光器、光程差台、示波器） 二、钢尺 实验光路图 实验步骤 （1）调节激光器工作电流在5mA