真空中的光速是3×10多少?
光在真空中的速度:光速在真空是3×10的八次方每秒。
光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。它是一个物理常数,一般记作c,精确值为299792458m/s。光速是宇宙中所有的物质运动、信息传播的速度上限,也是所有无质量粒子及对应的场波动在真空中运行的速度。
光速的测量
第一次正确测量光速是在1676年由一个叫做奥勒·罗默的人完成的。当时罗默正在观察木星的卫星木卫一,它位于伽利略卫星的最深处。正如地球上的观察者所见,当木卫一移动到木星的阴影中时,它会突然消失,而当它移动到木星的阴影之外(回到阳光中)时,它会重新出现。罗默对预测木卫一从木星阴影中出现的时间感兴趣。他的目标是利用这些观测结果更准确地确定木卫一的轨道周期;而并没有试图确定光速。
罗默注意到,随着地球越来越靠近木星,木卫一从阴影出现的时间变得越来越短,反之亦然。他意识到通过观测和计算出的木卫一出现时间之间存在差异,而这可以用光的速度是有限的来解释。由于在罗默的观测过程中,地球正在远离木星,所以从木卫一反射回来的光到达地球的时间会稍长一些,这将影响观察到木卫一从木星阴影中出现的确切时间。
在罗默论文里,他比较木卫一轨道周期的两个时间间隔:一个是地球在朝向木星运行时的木卫一轨道周期(有向弧FG的方向),另一个是地球背向木星运行时的木卫一轨道周期(有向弧LK的方向)。
基于这些观察,罗默计算出光穿越地球公转直径的距离大约需要22分钟。将该值与地球半长轴(轨道半径)的早期测量值相结合,给出了大约每秒210,000公里的光速。这大约比光速的现代值低30%,但是考虑到它的古老性、测量方法和17世纪行星轨道精确尺寸的不确定性,这个值非常接近每秒299,792.458公里的现代值。