光速测量发展史与现在实验室光速测量方法
光速的测量方法与实验
光速的测量方法与实验光速是自然界中最基本的物理常数之一，它在科学研究和工程技术中具有重要的意义。
然而，要准确测量光速并非易事，科学家们历经多年的努力，才找到了一些可靠的测量方法和实验。
一、Fizeau实验19世纪法国物理学家Fizeau提出了一种测量光速的方法，即通过光在流动介质中的传播速度来间接测量光速。
他利用旋转的齿轮将光束分成两部分，一部分照射到远处的反射镜上，然后经过反射回到齿轮上，再次通过齿轮返回到观察者处。
另一部分光束则直接从齿轮上射出，经过反射后返回观察者处。
当齿轮转动时，由于光在流动介质中的传播速度会受到影响，使得两束光的相对传播时间发生变化。
通过测量这个时间差，结合齿轮的转速和齿轮上的齿数，就可以计算出光在流动介质中的传播速度，从而得到光速的近似值。
二、Michelson实验美国物理学家Michelson也提出了一种测量光速的方法，即通过干涉仪来测量光的传播时间。
他使用了一种被称为Michelson干涉仪的装置，它由两个相距较远的半透明镜片和一个反射镜组成。
当光通过干涉仪时，会发生干涉现象，形成一系列明暗条纹。
通过调节干涉仪的镜片，使得明暗条纹的位置发生变化，从而可以测量出光的传播时间。
结合干涉仪的尺寸和光的波长，就可以计算出光速的近似值。
三、现代实验随着科学技术的进步，现代实验中也出现了一些新的测量光速的方法。
例如，利用激光脉冲和高速相机，可以测量光在空气中的传播时间。
通过测量激光脉冲从发射器到接收器的时间差，再结合发射器和接收器之间的距离，就可以计算出光速的近似值。
此外，还可以利用光纤传输技术来测量光速。
通过在光纤中传输光脉冲，并测量光脉冲的传播时间和光纤的长度，就可以得到光速的近似值。
总结光速的测量方法与实验经历了多个阶段的发展，从Fizeau实验到Michelson实验，再到现代实验，科学家们不断探索和改进，为测量光速提供了多种可靠的方法。
这些方法不仅在科学研究中具有重要意义，也广泛应用于工程技术领域。
光速测量
光速测量地面测量法直到1849年，法国物理学家斐索(Fizeau，1819-1896)才利用非天文方法在地面上第一次成功地测量了光速，斐索的仪器是非常精巧的。
斐索的方法被称为“旋转齿轮”法，它的核心是一个快速旋转的并可调整转速的齿轮，利用这个齿轮我们可以精确地测量时间。
由于当时电灯尚未发明，斐索使用的光源其实是蜡烛，它发出的光波射到8公里远的镜子上并返回。
假设齿轮不转动，那么蜡烛发出的光将从相邻两个齿之间穿过，然后又回来射到观察者的眼睛里。
斐索的方法被称为“旋转齿轮”法，它的核心是一个快速旋转的并可调整转速的齿轮，利用这个齿轮我们可以精确地测量时间。
由于当时电灯尚未发明，斐索使用的光源其实是蜡烛，它发出的光波射到8公里远的镜子上并返回。
假设齿轮不转动，那么蜡烛发出的光将从相邻两个齿之间穿过，然后又回来射到观察者的眼睛里。
现在假设齿轮开始转动，但转速较慢，当光被镜子反射回来的时候正好被相邻的齿挡住，因此没有光射到观察者的眼睛里。
如果加快齿轮的转速，使光被反射回来的时候恰好转过一个齿轮，那么光又可以射到观察者的眼睛里。
于是斐索知道当齿轮恰好转过一个齿的时间，就对应的是光传播16公里所需要的时间。
斐索得到的光速是313111公里/秒，考虑到他所利用仪器的局限，这个结果已经相当精确了。
1850年法国物理学家傅科(Foucault，1819-1868)利用旋转镜法首次实现了在实验室里对光速的测定。
傅科使用快速旋转的镜片替代了斐索的齿轮，快速旋转的镜片会使出射光线偏转一个角度θ，1862年傅科的测量结果是29.8万公里/秒。
更精确的测量是由美国物理学家迈克尔逊(Michelson，1852-1931)在1926年完成的，他改进了傅科的方法，使用一个多面的旋转镜，将光波分成不连续的光束。
类似于斐索的实验，这些光束将被反射到35公里远的镜子上，然后再被反射回来。
如图，我们使用一个六面镜，该镜由电动机转动，可以任意调节旋转速度。
光速测量发展史及其 实验方法
分类
间接方法不是直接测光信号，而 是借助于含c的公式测量相应的物 理量来测算c。它的种类繁多，大 体可分为四类：1天文方法（光行 差法）2单位比值法 3电磁波法 4带 光谱法。
直接法
03光速测量方法
实验原理 光拍法 测量方法
问题分析
方案改进
03光速测量方法 实验原理
利用光拍法进行测定光速实验的光路原理如图1所示.超高频功率信号源输出 频率f为15MHz左右的正弦信号，输入到声光频移器的晶体换能器上，在声光 介质中产生驻波超声场。He-Ne激光器输出波长为632.8nm的激光束，通过该 介质后发生衍射，衍射光中含有频率为2f的拍频光.衍射光经过半反镜1分光 后分成两路，一路（远程光）依次经过平而镜的多次反射后透过半反镜2，另 一路（近程光）直接由半反镜1到达半反镜2，两路汇合后，入射到光电二极 管中。光电二极管把光信号转化为电信号，经过滤波放大电路得到频率为2f 的拍频电信号，将该信号与本振信号混频、选放，得到中频信号输入至示波 器的Y输入端，同时将本振信号经二分频后与来自超高频功率信号源频率为f 的信号混频、选放，得到中频信号输入至示波器的X输入端或“外触发”端， 经调试后在示波器屏上就会有与近程光和远程光相对应的波形出现。
伽利略做了世界 上第 一个测量光 速的实验，没有
罗默第一次提出 有效的光速测量 方法，木-卫蚀法
布莱德雷发现恒 星“光行差”现 象即光行差法测
菲索第一次在地 面上设计实验装 置测量光速—旋
得到肯定结果。
测光速。
光速。
转齿轮法。
02光速测量的发展历程
历史回顾：
186 2 192 6 19 52 197 2
03光速测量方法
实验方法改进后，具有以下几方面的优点: 1)不需要测量平面反射镜之间的距离，也不需要在示波器上直 接测量X和x的值，从而在较大程度上提高了测量的精度。 2)实验中不需要测量光程差，也不需要近程光做参考，也就不 需要对近程光进行调节。可将测定光速实验的光路改为如图4所 示的光路图，从而降低仪器的调节难度，节省了仪器的调节时间. 3)避免了当相位差大于2Π时需要对公式进行的修正。 4)避免了由于假相移而引入的误差。
光速的测定
光速的测定从十七世纪起，科学家们就想在地面上用实验的方法来测定光速，但是没能成功，因为光的传播速度实在太快。
后来，人们利用天体的运动，来测量光的速度，获得了初步成功。
到了十九世纪，实验工作者又想利用实验室的设备来测定光速，最初是惠斯通提出的。
1834年，英国物理学家惠斯通（C．Wheatstone，1802～1875）就用旋转镜来测定电火花持续的时间，当时他就设想，是否可以用这样的方法来确定光速，同时也想来确认一下在折射率更大的介质中，光速是否更大。
为什么要确认这个问题呢？因为早在十七世纪，笛卡儿曾经表明，根据光的微粒说的观点，光在密度高的透明介质中的速度应该比在空气中的快。
但是，根据光的波动说的观点，恰恰相反，光在这样的介质中应该走得慢些。
显而易见，用实验方法来测定光在这两种介质中的速度，并比较它们的大小，对确定光的微粒说正确还是光的波动说正确来说，是至关重要的。
所以惠斯通的思想方法是正确的，但是他没能完成。
这个思想后来被阿拉哥（D．F．Arago，1786～1853）采纳。
可是，由于阿拉哥的视力不佳，这一研究课题就留给了更年轻的人们去进行。
另一方面，如果采用这种方法来测定光速，由于要求镜子必须具有每秒转动一千多次的速率，所以在机械上的困难是很大的，在当时的社会技术条件下也难以完成。
与此同时，有些人还认为，人的眼睛要从具有如此巨大的速率转动着的镜子中，捕捉被反射的闪光的瞬时映像是不可能的。
正因为这样，当时人们把惠斯通的设想、阿拉哥的计划都视为幻想。
但是，随着时间的推延，用这样的基本方法来测定光速获得了成功，主要获胜者便是菲索和傅科。
菲索（A．H．L．Fizeau，1819～1896）是法国物理学家。
1819年9月23日出生于巴黎。
他早年的研究都与改进照相方法有关，并且先后研究过光的干涉、热膨胀等问题，发明过一种干涉仪。
他的早期研究活动大部分与傅科在一起。
于1896年9月18日在梵都尔去世。
菲索在研究和测量光速问题上做出了贡献，是第一个不用天文常数、不借助于天文观察来量度光速的人。
光速测量方法完整版
一、 伽 利 略 测 量 光 速
1607年伽利略最早做了测定光速的尝 探 索 试：让两个实验者在夜间每人各带一 盏遮蔽着的灯，站在相距约1.6km的 光 两个山顶上，第一个实验者先打开灯， 同时记下开灯的时间，第二个实验者 速 看到传来的灯光后，立刻打开自己的 旅 灯，第一个实验者看到第二个实验者 之 的灯光后，再立刻记下时间．然后根 据记下的时间间隔和两山顶间的距离 计算出光的传播速度．
三、 • 当一束由光导纤维的入射端耦合到光导纤维内 光 部之后，会在光纤内同时激励起传导模式和辐 纤 射模式，但经过一段传输距离，辐射模的电磁 场能量沿横向方向辐射尽后，只剩下传导模式 中 沿光纤轴线方向继续传播，在传播过程中只会 光 因光导纤维纤芯材料的杂质和密度不均引起的 速 吸收损耗和散射损耗外，不会有辐射损耗。目 的 前的制造工艺能使光导纤维的吸收和散射损耗 测 做到很小的程度，所以传导模式的电磁场能在 量 光纤中传输很远的距离。
• 1928年，卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用 四、 克尔盒法来测定光速。1951年，贝奇斯传德用 这种方法测出的光速是299793千米/秒。 新 • 探 方 1950年，艾森提出了用空腔共振法来测量光速。 索 法 这种方法的原理是，微波通过空腔时当它的频 率为某一值时发生共振。根据空腔的长度可以 测 光 求出共振腔的波长，在把共振腔的波长换算成 量 光在真空中的波长，由波长和频率可计算出光 速。 速 光 • 旅 速 当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频 之 率求得的。1958年，弗鲁姆求出光速的精确值： 299792.5±0.1千米/秒。1972年，埃文森测得 了目前真空中光速的最佳数值： 299792457.4±0.1米/秒。
光 速 测 量 经 典 方 法
一、迈克尔孙的光速测量方法 二、光拍测量光速 三、光纤中光速的测量
光速测量的方法完整版
光速测量的方法完整版光速是一种非常重要的物理量，它不仅是相对论的基本常数，也是许多光学和电子学实验的基础。
在过去的几个世纪中，科学家们使用了多种方法来测量光速。
下面将介绍几种主要的光速测量方法。
第一种方法是费波纳奇光轮实验法。
法国科学家费波纳奇于1850年设计了一种实验方法，可以通过旋转一对镜子来测量光速。
他首先将一对光轮放置在一起，然后用摇臂轻轻摇摆另一只镜子。
当摇摆的幅度适合时，可以看到透过两镜子反射的光在目镜上形成直线。
通过测量这个直线和水平刻度盘上的刻度之间的夹角大小，结合轮的半径和角速度，可以计算出光的速度。
第二种方法是西耶那克斯测量法。
在19世纪末20世纪初期，美国科学家阿尔伯特.西耶那克斯使用了精确的定时和测距仪器来测量光速。
他在实验室内安装了一个光源和一个照相机，通过发射光脉冲并记录它们在照相底片上的位置来测量光速。
通过测量光脉冲的传播时间和它在底片上的位移，结合已知的光程差，可以计算出光速。
第三种方法是迈克尔逊-莫雷实验法。
迈克尔逊和莫雷于1887年设计了一种使用干涉仪的实验方法，来测量光速。
他们在实验室内设置了一个分束器，将光束分成两个相等的光线，然后将其通过两个垂直的光程，再合并回一个检测器上。
由于光速是常数，当整个干涉装置旋转时，光束会通过不同的光程，产生干涉现象。
通过测量干涉条纹的移动，并结合旋转的速度和干涉器的几何尺寸，可以计算出光速。
第四种方法是卢瑟福天线实验法。
在20世纪初，英国科学家欧文·卢瑟福利用天线原理来测量光速。
他在实验室内设置了一个发射和接收天线，并通过记录电磁波在天线之间反射的时间来测量光速。
他发现，当天线的长度非常接近光的波长时，电磁波的干涉现象会变得非常明显，通过测量干涉条纹的间距和电磁波的频率，可以计算出光速。
这些方法仅仅是测量光速的几个例子，实际上还有许多其他方法可以用来测量光速。
不同的方法适用于不同的实验环境和精度要求。
无论使用哪种方法，科学家们一直在不断努力，以提高光速的精确测量，从而推动了光学和电子学领域的发展。
光速是如何测量的
光速是如何测量的在17世纪以前，人们都以为光的传播不需要时间，因为无论距离多远，只要一发光就立刻可以看到它。
但是科学实验的始祖伽利略认为，光的传播和声音一样，要花费时间。
1607年，他曾经尝试用实验来测定光速，这在科学史上是第一次。
夜间，伽利略和他的助手面对面地站在两个相距1公里的山头A和B上，各带一只校得同样准确的钟，伽利略的手里还提着一盏遮了罩子的提灯。
实验开始的时候，伽利略打开灯罩，记下发光的时刻；助手根据他自己的钟记下看到光的时刻。
从两个时刻的差，就可以得到光通过距离l和所用的时A传到B所用的时间极短，比两只钟的误差还要小得多。
伽利略对实验做了改进，他让助手拿一块大平面镜站在B山头上，自己提着灯，带着钟站在A山头上。
实验开始的时候，他打开灯罩，记下发光时刻，当看到光从平面镜反射回来的时候，再看一下钟，这样就记下了光通过2l距离所用的时间t。
从理论上讲，这个实验用了同一只钟，光走过的路程也长了光速实在太快了。
伽利略虽然初试受挫，但他发明了望远镜，观察了木星和它的几颗主要卫星，还说过，利用木星的卫星时常消失可以用来做黄径的测量，这些工作使一位后来的科学家受到了启发，并用这种方法证明了光速是有限的。
此人就是丹麦青年科学家罗默。
罗默生于奥尔胡斯，在哥本哈根受过教育，后来移居巴黎。
在罗默来巴黎的30年前，意大利天文学家卡西尼应路易十四聘请也来到巴黎，他对木星系进行了长期系统的观察和研究。
他告诉人们，木星和地球一样也是围绕着太阳运行的行星，但它绕太阳运行的周期是12年。
在它的周围有12颗卫星，其中有4颗卫星特别亮，地球上的人借助于望远镜就可以看清楚它们的位置。
由于这些卫星绕木星运行，隔一段时间就会被木星遮食一次，其中最近木星的那颗卫星二次被木星遮食的平均时间间隔为42小时28分16秒。
罗默在仔细观察和测量之后发现，这个时间间隔在一年之内的各个时间里并不是完全相同的，并且当木星的视角变小时，这个时间间隔要大于平均值。
科学家是如何测量光速的？
科学家是如何测量光速的？测量物体的速度，最先浮现在我们脑海中的，就是找出一定时间下的该物体走过的路程，然后相除。
光速，能不能这样测呢？光速测定的历史沿革：1.伽利略的灯笼实验1638年，意大利科学家伽利略开始了他的实验：两个人A和B站在相距约一英里（约1.6公里）的山头上，都手提灯笼。
A提起灯笼就开始计时，B一看到A提灯笼也提起灯笼，A看到B提起灯笼后停止计时。
伽利略得出的结论是，就算光速是有限的，它也肯定快到不可思议的程度。
意大利佛罗伦斯的实验学会于1667年再次进行了伽利略的实验。
在两盏灯相距约一英里的情况下，没有观察到任何的延时。
用今天的已知光速计算，当时的延时只有11微秒。
2.巧用太阳系计算光速1675年，在法国巴黎天文台就职的丹麦天文学家奥勒·罗默，通过观测木星卫星之相互掩食与理论值相比之差，算出光穿过地球所需要的时间。
原理:就像日食或是月食一样，木星和木卫一也会出现“木卫一食“现象。
这是因为木星挡住了太阳的光线。
如下图：（A是太阳，B是木星，DC为被木星遮住阳光之后的阴影区，木卫一在这区域时难以被观测到）奥勒·罗默认为出现“木卫一食“现象的周期是恒定的。
当我们在地球上观测到“木卫一食”现象时，不同的位置（比如地球在G和在F位置时，离木星B距离不同），“木卫一食”现象出现的时间也不同。
所以记录下看到“木卫一食“现象的不同时间，再计算出这些不同时间下地球与木卫一的距离差，就能计算出光速。
但是当时人们连地球离太阳多远都不知道，所以罗默只能出估算光横跨地球的公转轨道直径需要22分钟。
（在当时的条件下，罗默可以说是取得了非凡的结果）后来荷兰物理学家、天文学家和数学家，土卫六的发现者，克里斯蒂安·惠更斯，利用罗默的这一数据，加上对地球轨道直径的估值，计算出光速大约为220,000 km/s，比实际数值低了26%。
3.灯笼实验的延伸伽利略测量光速的思路是正确的，只不过当时条件所限，没法测出。
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光拍法测光速的思想以及延伸
△实验思想的启迪
化烦为易，化整体为部分，使一些看似不可能的事情成为可能。从光 拍法测光速这个实验中，令我想到了曹冲称象的故事。由于光速的频 率高达10¹⁴，目前的仪器设备无法达到如此高的测量水平。故人们想 到了在不破坏其原有频率的情况下，用“拍”的方法使其降到可以测 量的水平值。在日常的学习，当我们碰到一些无法用直接或者说现成 的方法解决时，应该试图寻找新的途径。在生活中，这种思想的理解 和运用尤为显得突出。
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
光在近代物理学发展过程中的认识
光的颗粒说。 光的波动说。 光是电磁波。 粒子说。 —— 牛顿（1643-1727） ——胡克（1635-1703） ——赫 兹（1857-1894） ——爱因斯坦（1879-1955）
三、实验心得
• 拍光法测光速实验的实际意义
• 拍光法测光速的思想以及延伸
拍光法测光速实验的实际意义
利用拍光法测光速，很好的解决了实验室测量光速值的困 难。让我们学生了解了其光速同样也是一个有限的值，并 可以通过自己动手进行测量。虽然我们并不能够完全掌握 其原理部分的推导和技巧，但光拍法测量光速的大致思想 是我们值得学习和借鉴的。尤其是在实验的光路调节中， 很好的锻炼了我们每个学生的耐心和细心。同时，在光程 差的测量中，也锻炼了相互同学之间的协作意识。
0.066m
uL
仪 2 S ( ） 0.066m 3
2
L L 2u (10.13 0.07)m
C (3.02 0.03) 108 m / s
△误差分析 （1）由于计算时数值的近似取值而产生的理论误差与方法误差； （2）仪器误差，光速测定仪本身存在的仪器误差； （3）由于远程光在空气中经过多次反射，能量消耗，且光路调整并非完全精 确，致使在示波器上显示的波形图较为模糊，所以在移动滑动平台时不能准确 判定两列波的重合位置； （4）因为其理论值是在真空环境中所得，而实验室为标准大气压下所测得的 值，其速度应小于理论值，但反观测量值却大于理论值，究其原因可能是实验 中的人为误差所造成的； （5）钢尺的量程只有1米，所以在测量光程差时，两根钢尺在衔接上会有疏忽， 造成测量的误差。
实验误差分析
△数据记录与处理
已知光速：2.998×10⁸ m/s
n 1 2
高频信号（m）
ƒ（Hz） C=λƒ （m/s)
10.14
2.98x10⁷ 3.022x10⁸
10.24
2.98x10⁷ 3.052x10⁸
10.13
2.98x10⁷ 3.019x10⁸
实验技巧分析： （1）调节各个透镜的螺旋时，应该轻缓。因为透镜上螺旋的细小变化对光路 的变化都影响很大。 （2）若在调节近程光时，就发现示波器上没有显示波形或者显示的波形并不 清楚时，则需观察接收盒所接受的光源是否汇聚于一点，若不是，则需再次 调节靠近斩光片附近的反光镜（主要）和调节接受器上的焦距，直至光线汇 聚成一点为止。 （3）在进行光路调节时，由于在灯光下操作实验，故光源在反光镜上显示并 不清楚，所以可以用加透明塑料片的方法来明确光点的位置。 （4）在用钢尺进行拍光法测量光程差时，分清光的实际距离是关键，因此起 始和末端若为了防止损坏仪器，都应该提高相同的距离，且多次测量。
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
古代中国
“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）
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左右 （2）细心调节超声波频率，调节激光束，通过声光介质并与驻声场充分互相作用 （可通过调节频移器底座上的螺丝完成）使之产生二级以上明显的衍射光斑。 （3）用光阑选取所需的（零级或一级）光束，调节斩光拍附近两个反光镜，使光 能按预定要求的光路进行。 （4）移动斩光片，使进程光和远程光都能进入接收器，并在示波器上形成清晰地 波形。 （5)接通斩光器电源开关，示波器上将显示相位不同的两列正弦波形。
10.07
2.98x10⁷ 3.000x10⁸
10.09
2.98x10⁷ 3.007x10⁸
c 3.02 10 8 m / s
E c测 c标 c标 100% 0.7%
L 10.134m
钢尺的仪器误差： △仪 0.5mm
S L
2 ( x X ) i
n 1
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 ƒ） 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。
谢 谢！
（6）移动滑动平台，改变两光束的光程差，使两列光拍信号相同，此时的 光程差△ λ。 （7）精确测量两光束的光程，求出它们的光程差，从频率计测出超声波的 频率。 （8）提高实验精度，防止假相移的产生。 为了提高实验的精度，除准确测量超声波频率和光程差外，还要注意对二 束光位相得精确比较。如果实验中调试不当。可能会产生虚假的相移，结果 影响实验的精度。 检查是否产生虚假相移的办法是分别遮挡远、近程光，观察两路光束在光 敏面上反射的光是否经透镜后都成像于光抽上。
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 010 年 6 月
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
7
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。
实验难点及技巧
难点分析： （1）调节光路是本实验的最难点。首先要保证近远程光都能准确无误 的抵达接收器。这就需要我们耐心细致的对每一个反光镜进行调节。 然当近远程光抵达接收器后，示波器的屏幕上并没有显示波形或者显 示的波形并不清楚，这时就需要再次调节光路，尤其是第一面和最后 一面反光镜。 （2）光程差的测量也是本实验的一个难点。由于装置上的零部件比较 密集，而测量工具用的是量程为1米的钢尺，所以很多数据都需要由两 根钢尺拼接进行测量。并且，光路的实际反射点的准确测量是产生误 差主要原因之一。