光速跟聲音的速度怎樣測的? - 手錶

By Joseph
at 2005-09-23T00:00

Table of Contents

光速是299792公里/秒
聲音是340公尺/秒
怎樣測得ㄉ?

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By Frederic
at 2005-09-24T21:32

1.光速的測量
很多人都知道光的速度是 3×108 m/s，每秒鐘可以繞地球七圈半。但是你知不知道科學家是怎樣知道這個答案的？他們是怎麼做實驗量出來的？
光速究竟有多大？刻卜勒和笛卡兒認為光速是瞬間傳遞，是一個無限大的值，伽利略則認為是有限值。伽利略設計了一個實驗來測光速，他在西元1635年和助理各帶著一盞燈，在距離一公里遠的二個山頭進行光速的測量(註 1)，這個實驗說來容易，但是仔細想想，當時可是沒有什麼無線電或是大哥大等通訊器材，甚至計時的工具也沒有我們現在方便及精確，能夠這樣做實驗，雖然沒有得到確切的結果，但是精神實在可佩。
幾十年之後，丹麥物理學家羅美爾(Roemer,1644~1710)用天文觀測的方法，第一個證明了光傳播的速度是一個有限值。他是利用木星和它的一顆衛星的運行來計算光的速度，1676年他發表的結果是 2.1×108 m/s。之後有很多科學家陸陸續續利用天文的方法來測光速，得到的數值接近 3×108 m/s。
第一位在地面上做實驗，把光速測出來的是法國科學家菲佐(Fizeau)，他設計了一個巧妙的實驗，在1849年，利用一個720齒的齒輪和反射鏡，量出光速為3.18×108 m/s，你知道齒輪和鏡子相距多遠嗎？相距 8.633 公里。想想，這個實驗也是工程浩大喔，因為那時候可還沒發明雷射喔！是用什麼光源可以射到 8 公里之外再反射回來？
1920年，美國的邁克森(Michelson,1852~1931)用旋轉的八面鏡取代齒輪，來測光速，經過幾百次的測量結果所得的數值為 2.99796×108 m/s。能做到這麼精確，實在了不起，這也是一個工程浩大的實驗。在這個實驗中，八面鏡和光源是分別放在二個山頭（和伽利略的實驗很像），相距 35 公里。這個實驗真的是工程浩大！想清楚喔，35公里這麼長的距離是怎麼量出來的？用的是什麼光源可以照這麼遠？詳細內容可以參考『經典物理發展中的著名實驗』一書（沈慧君、郭奕玲編著，凡異出版社）
2.聲速的測量
聲速的測量就簡單的多了，因為聲音的傳播速度沒有光那麼快，你只要有碼錶和耳朵就可測了= =，首先要先找有迴音且空曠的場所，大喊然後計時，距離/時間就是聲速啦!!喔對了，由於聲速是來回各走一趟，記得距離要*2喔
還有一件事，聲速會隨溫度而改變速度，你說的340m/s是15度時的聲速

By George
at 2005-09-25T10:22

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By Skylar Davis
at 2005-09-23T08:57

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By Dora
at 2005-09-27T10:13

請爬文吧!
之前有人貼過很詳細的解答!

By Enid
at 2005-09-25T07:19

光訴是由一位科學家(忘名抱歉)利用一小房間內放置六塊鏡子使其圍成
正六邊形且距離固定然後照光並根據他行走的距離以及時間測出其速度
聲音是由類似聲納的方式將音波射出直到他撞到物體並反彈回來
測其所需時間與該物體的距離算出來的

光速跟聲音的速度怎樣測的? - 手錶

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