為什么光速是299792458米每秒,而不取整3億米每秒?
為什么光速是299792458米每秒,而不取整3億米每秒?
道理很簡單,因為一米這把尺子和秒這個時間長短的確定,是用一米這把尺子測量出光速是299792458米/每秒。如果定義一米的長度剛好是光速的三億分之一,那么光速就是3億米/每秒了。那么一米絕悄長度如何確定的呢。1799年在法國,根據(jù)測量結果制成一根35毫米 x 25毫米短形截面的鉑桿,以此桿兩端之間的距離定為1米,這就是最早的米定義,以實際物體物理長度定義的米長度,這個鉑桿的長度會隨溫度變化。隨著科技的發(fā)展,1960年第十一屆國際計量大會對米的定義作了更改:米的長度等于氪-86原子的2P10和5d1能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍,消除了物體熱脹冷縮對米長度的影響,這是基于光譜波長定義的米的長度。
導讀道理很簡單,因為一米這把尺子和秒這個時間長短的確定,是用一米這把尺子測量出光速是299792458米/每秒。如果定義一米的長度剛好是光速的三億分之一,那么光速就是3億米/每秒了。那么一米絕悄長度如何確定的呢。1799年在法國,根據(jù)測量結果制成一根35毫米 x 25毫米短形截面的鉑桿,以此桿兩端之間的距離定為1米,這就是最早的米定義,以實際物體物理長度定義的米長度,這個鉑桿的長度會隨溫度變化。隨著科技的發(fā)展,1960年第十一屆國際計量大會對米的定義作了更改:米的長度等于氪-86原子的2P10和5d1能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍,消除了物體熱脹冷縮對米長度的影響,這是基于光譜波長定義的米的長度。
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為什么光速是299792458米/每秒,而不是取整3億米/每秒?道理很簡單,因為一米這把尺子和秒這個時間長短的確定,是用一米這把尺子測量出光速是299792458米/每秒。如果定義一米的長度剛好是光速的三億分之一,那么光速就是3億米/每秒了。那么一米絕悄長度如何確定的呢?1799年在法國,根據(jù)測量結果制成一根35毫米 x 25毫米短形截面的鉑桿,以此桿兩端之間的距離定為1米,這就是最早的米定義,以實際物體物理長度定義的米長度,這個鉑桿的長度會隨溫度變化。隨著科技的發(fā)展,1960年第十一屆國際計量大會對米的定義作了更改:米的長度等于氪-86原子的2P10和5d1能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍,消除了物體熱脹冷縮對米長度的影響,這是基于光譜波長定義的米的長度。1983年10月在巴黎召開的第十七屆國際計量大會上又通過了米的新定義:真空中光在1/299792458秒時間內(nèi)行程的長度。因此尺子的絕對長度不同,光速也會有不同的數(shù)值。如果秒的定義不同,光速數(shù)值也會不相同,因為:光速=光傳輸距離(單位米)/時間(單位秒)。秒的定義也經(jīng)過了演變。第一次是1820年根據(jù)地球繞日公轉確定的秒,稱為平太陽秒,由于每年測量的平太陽秒都不一樣、不準,所以1900年再測一次作為永遠的標準。第二次是1900年根據(jù)地球繞日公轉確定的秒,也稱為歷書秒,即1900年的平太陽秒。第三次是根據(jù)銫原子躍遷時輻射周期確定,是光譜確定的秒,仍稱為原子秒。原子秒是與歷書秒等效,和1900年測的秒長短一樣。改變秒的計時長短,也可以使光速為3億米/每秒。這個世界上的一切都有其固有規(guī)律,光速就是一種自然規(guī)律。世界由118種元素組成,以后可能還會發(fā)現(xiàn)新的元素,水是由氫氧原子組成,生命主要是由有機物組成,地球大約有了45億年的壽命,圍著太陽轉一圈約365.25天等等,都是有定數(shù)的,這就是自然規(guī)律。你一定要問自然規(guī)律為什么是這樣呀,那誰知道呢?人類只能認識規(guī)律,無法創(chuàng)造規(guī)律。這是唯物主義和唯心主義的根本區(qū)別。那些隨意亂想,胡亂就想象創(chuàng)造一個偉大理論的民科,就無視規(guī)律,把幾百年的科學發(fā)現(xiàn)肆意踐踏,認為自己的臆想才是世界的真理。有人甚至認為思想意識超光速,想到100億光年就到了100億光年。還認為自己已經(jīng)是“超人類”,至少是爬上了井沿的蛤蟆,那些堅持科學精神和科學方法的人都是井底之蛙,老拿人類的視角看問題,他們實在很是“超前”,都超前到不在人里面算賬了。光速每秒約30萬公里是許多人類精英和先驅經(jīng)過百年測算得到的,準確的光速是299792458 m/s,也就是約30萬公里。這么精確的光速是科學家經(jīng)過幾百年孜孜不倦的追求和實驗得到的。早在1638年,現(xiàn)代科學的鼻祖伽利略就進行了世界上第一個測定光速的實驗。那時候沒有什么精密儀器,他用的是土辦法。讓兩個人站在相隔1英里(1.609344公里)兩個山頂上,各拿一個燈籠,第一個人舉起燈籠同時開始計時,在另一個山頭上看到第一個人燈籠第二人便立即舉起自己的燈籠,第一個人看到第二人的燈籠后立即停止計時,這樣就得到二零光傳輸兩英里的時間,從而求出光的速度。可想而知,這種簡陋的實驗以及短距離和人類動作的誤差,是不可能得到什么結果的。我們現(xiàn)在可以輕易的計算出光速走2英里的時間為11微秒,也就是10萬分之1.1秒,人眼怎么能夠反應出來呢?盡管如此,伽利略為測量光速開辟了先河,作為一個著名人士,引起了社會廣泛關注。其后,丹麥天文學家奧勒·羅默通過觀測木星和木衛(wèi)一的“行星掩星”現(xiàn)象(這個現(xiàn)象也是伽利略發(fā)現(xiàn)的),并與太陽與地球位置變化關系結合起來,經(jīng)過十幾年持續(xù)不懈的觀測計算,得到了人類歷史上第一個科學測定的光速數(shù)據(jù),推斷出光速大約為220000千米/秒。雖然這個數(shù)據(jù)與光速精確的數(shù)據(jù)相去甚遠,但科學界認為他的觀測是非常科學的,只是當時數(shù)學計算水平的不足,才導致這樣的誤差。現(xiàn)在科學家們用他的方法得到的觀測結果重新計算校正后,得到的光速數(shù)值是298000千米/秒,已經(jīng)與現(xiàn)代精確光速數(shù)值非常接近了。羅默之后,光速測量很久沒人嘗試,沉寂了近兩百年。1849年,法國物理學家阿曼達·斐索又開始了新的嘗試,終于首次在地球上測量出了光速的近似值,得到了315000千米/秒的數(shù)值。它采用的設施是光源、旋轉的遮板和固定在8公里距離的反光鏡,方法和伽利略差不多,通過720個齒輪遮板旋轉遮光,反射光回來的次數(shù)疊加計算。但由于遮板齒輪有一定寬度,影響了精確度。1862年,法國物理學家萊昂·傅科在斐索實驗的基礎上進行了改良,將旋轉遮板換成了旋轉的平面鏡,這樣遠方的光在折返回來后搭載旋轉鏡面上,這樣只要知道平面鏡的轉速,經(jīng)過計算就能得到光速的值了。這次實驗刷新了歷史,光速值精確到了298000千米/秒。1926年,美國人邁爾克遜用傅科同樣方法,只是將反射鏡間距提高到了35公里,測得光速為299796千米/秒。這已經(jīng)是人類用原始方法測得的最精確光速了,人們發(fā)現(xiàn),如果只靠人類原始光學方法,就不能得到更精確的數(shù)據(jù)了。因此人們開始尋找更科學的方法。人們的視線開始從天空、原野巨大的空間測量方法轉回到實驗室里,在微小的電路板等光電器械中尋求更精確的數(shù)據(jù)。終于,1972年,美國科學家們利用激光干涉法測量出了最精確的光速,得到了光速為299792456米/秒,但卻有一個1.1米的正負誤差。這是將1束頻率已知的激光分成兩半,行走不同的路徑,之后再被匯合,科學家們在觀察干涉圖樣的同時調整路徑的長度,就可以計算出精確的波長,從而得到光速。從理論上講,這樣測得的速度是不存在誤差的,因此是最精確的。唯一不確定的是人們對長度單位“米”的定義細微的誤差,因此這個正負誤差1.1米的問題錯不在光速,而是“米”。為了解決“米”的誤差問題,1983年在第17屆國際度量衡大會上,人們重新定義了“米”。將“米”定義為“光在真空環(huán)境下1/299792458秒內(nèi)通過的長度”,這樣一箭雙雕的解決了長度的精確性和光速的精確性,長達300多年的光速測量畫上了圓滿的句號。如果你一定要把光速定為3億米1秒也無不可,把“米”的尺度縮短就是了,那只是人類主觀的一種尺度,光速還在那里,是不變的。光速為什么恰好是每秒29萬多公里?這個問題問的,既有意義,又沒有意義。其意義在于,可以促使我們探究光速的成因;然而,認為其無聊,則是因為我們可以對所有的物體提出同樣的發(fā)問。比如,你為什么有如此的相貌、身高和體重?地球與太陽的距離為何恰好使地球上的表面溫度適宜生物的生存?如果地球再重一些,會影響我們的行走;然而,其如若再輕一點,就會失去大氣層。由此造成的后果是非常嚴重的,不僅會使我們失去氧氣,而且也會因此造成晝夜溫差的巨大變化,使人類難以存活。之所以單獨地將光速挑出來,發(fā)問其為何具有每秒近30萬公里的數(shù)值,是因為我們把光速c當作一個絕對不變的物理常數(shù);是因為光速非常神秘,其具有相對于空間和能量的不變性;是因為光速是宇宙中最快的速度;是因為我們對光速缺乏必要的了解與認識。由于我們的宇宙是由不可再分的最小粒子構成的,即宇宙是由普朗克常數(shù)h定義的量子構成的;所以,離散的量子構成了物理背景即量子空間,受到激發(fā)的量子成為光子屬于能量的范疇,由高能量子組成的封閉體系就是各種基本粒子屬于物質的范疇。
為什么光速是299792458米每秒,而不取整3億米每秒?
道理很簡單,因為一米這把尺子和秒這個時間長短的確定,是用一米這把尺子測量出光速是299792458米/每秒。如果定義一米的長度剛好是光速的三億分之一,那么光速就是3億米/每秒了。那么一米絕悄長度如何確定的呢。1799年在法國,根據(jù)測量結果制成一根35毫米 x 25毫米短形截面的鉑桿,以此桿兩端之間的距離定為1米,這就是最早的米定義,以實際物體物理長度定義的米長度,這個鉑桿的長度會隨溫度變化。隨著科技的發(fā)展,1960年第十一屆國際計量大會對米的定義作了更改:米的長度等于氪-86原子的2P10和5d1能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍,消除了物體熱脹冷縮對米長度的影響,這是基于光譜波長定義的米的長度。
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