光的速度（光速是如何计算的呢？）

光速是如何计算的？)

在17世纪之前，人们普遍认为光是瞬间传播的。这种观点是基于人们的观察，即日食期间地球在月球上的投影位置没有可见的延迟。如果光速c是有限的，那么这个延迟应该被观察到。

现在，我们知道这是因为光移动得太快，这种延迟现象很难被检测到。他对伽利略关于光速是无限的结论持怀疑态度，因此他设计了一个实验来测量光速。实验是通过手动调节相距几英里的灯笼的亮度来进行的。我们不知道他有没有尝试过这个实验，但是c的值太大了，用这个方法很难给出一个近似准确的答案。

奥劳斯·罗默(Olaus Romer)于1676年首次测量了光速c。他观察到，根据地球、太阳和木星的位置关系，木星卫星上日食的预测时间和观察到这些日食的实际时间之间有多达1000秒的差异。他正确地推测，这是因为木星和地球之间的距离发生了变化，光从木星传播到地球的时间长度也发生了变化。他得出的结论是，光速c为每秒21.4万公里，这与实际光速非常接近，因为当时还不知道行星之间的确切距离。

1728年，詹姆斯·布拉德利通过观测恒星的亮度差给出了另一种估计方法。恒星像差是由地球围绕太阳运动引起的恒星的明显移动现象。他观察了赛昂人的一颗恒星，发现它的位置在这一年里发生了变化。所有恒星的位置都受到同样的影响。(这就把像差和视差区分开了，视差对附近恒星的影响比远处恒星大。)

说明:像差可以用速度叠加原理来解释。在EE & # 39对于运动的观察者来说，天体S似乎位于S & # 39方向。

为了理解这种失常，一个有用的类比是想象一下你在雨天跑步时，你的位置对雨滴落在你身上的角度的影响。如果你在无风的雨中站着不动，雨滴会垂直打在你的头上。如果你在雨中奔跑，雨滴会形成一个角度，落在你面前。布拉德利测量了光的角度，当地球绕太阳的速度已知时，他计算出光速为每秒30.1万公里。

1849年，阿曼德·斐索(armand free soul)在没有利用宇宙中的关系的情况下，首次计算出C的值。他用8公里外的镜子反射的光束。光束对准快速旋转的齿轮的齿。齿轮的速度持续增加，直到光束的双向通过与齿轮上的齿围绕圆周的运动轨迹一致。上述过程测得的光速c为每秒31.5万公里。一年后，莱昂·福柯利用旋转镜改进了这一结果，给出了更精确的光速值，即每秒29.8万公里。他的测量技术足够好，可以证实光在水中的传播速度比在空气中慢。

麦克斯韦发表电磁理论后，通过测量自由空之间的磁导率和介电常数，间接计算光速成为可能。这个过程最早是由韦伯和鲁道夫·科尔劳施在1857年实现的。1907年，罗莎和多尔西用这种方法获得了每秒299788公里的光速。这是当时最准确的光速。

后来，许多其他技术被用来进一步提高测量值c的精度，因为c是光在真空中的传播速度，所以需要非常快速地校正空气体的折射率。1958年，Froome利用微波干涉仪和克尔盒快门获得了每秒299792.5公里的光速。1970年后，具有高光谱稳定性和精确铯原子钟的激光器的发展使更好的测量成为可能。在此之前，米的定义一直在变化，这阻碍了测量光速的准确性。

但是到了1970年，光速的误差已经达到了±1m/s，用米来确定C的值，用原子钟和激光来测量精确的距离，是一个比较实际的选择。现在，光速在true 空中被定义为以标准单位给出的精确固定值。自1983年以来，国际共识将米定义为光在空中1/299，792，458秒内传播的距离。这使得光速精确到每秒299，792.458公里。(此外，因为英寸现在被定义为2.54厘米，所以光速也有一个用英语单位定义的精确值。)这个定义只有当真空中的光速被所有观测者测量为具有相同值时才有意义；一个有待实验验证的事实(见相关FAQ文章“光速是恒定的吗？”) )。至于光在空气体和水等介质中的传播速度，需要通过实验来测量。

下表给出了根据弗若姆和埃塞实验结果的最佳测量值:

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