光速的測(cè)定在光學(xué)的發(fā)展史上具有非常特殊而重要的意義。它不僅推動(dòng)了光學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展,也打破了光速無限的傳統(tǒng)觀念,引發(fā)了一場(chǎng)物理革命,愛因斯坦提出了相對(duì)論。
(1)最初的光速值是根據(jù)丹麥科學(xué)家羅默的理論測(cè)出的。羅默對(duì)木星系進(jìn)行了長期系統(tǒng)的觀察和研究。他發(fā)現(xiàn),離木星最近的衛(wèi)星--木衛(wèi)一繞木星運(yùn)行,隔一段時(shí)間就會(huì)被木星遮食一次,這個(gè)時(shí)間間隔在一年之內(nèi)的各個(gè)時(shí)間里并不是完全相同的。羅默在解釋這個(gè)現(xiàn)象時(shí)說,這是因?yàn)楣獯┰降厍蜍壍佬枰獣r(shí)間,最長時(shí)間可達(dá)22min,已知地球軌道半徑R=1.5×108km.請(qǐng)根據(jù)羅默的數(shù)據(jù)算出光速的大小。
(2)如圖所示是邁克爾遜用轉(zhuǎn)動(dòng)八面鏡法測(cè)光速的實(shí)驗(yàn)示意圖,圖中P可旋轉(zhuǎn)的八面鏡,S為發(fā)光點(diǎn),T是望遠(yuǎn)鏡,平面鏡O與凹面鏡B構(gòu)成了反射系統(tǒng)。八面鏡距反射系統(tǒng)的距離為AB=L(L可長達(dá)幾十千米),且遠(yuǎn)大于OB以及S和T到八面鏡的距離。現(xiàn)使八面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)起來,并緩慢增大其轉(zhuǎn)速,當(dāng)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)達(dá)到n0時(shí),恰能在望遠(yuǎn)鏡中第一次看見發(fā)光點(diǎn)S,由此邁克爾遜測(cè)出光速c.請(qǐng)寫出測(cè)量光速的表達(dá)式。
(3)一車廂以速度v在水平地面上行駛,車廂底部有一光源,發(fā)出一光信號(hào),射到車頂。已知在車廂里的觀察者測(cè)量到這一過程所用的時(shí)間為Δt0,如圖(a)所示。另外一個(gè)觀察者站在地面,他測(cè)量到的這一過程所用的時(shí)間為Δt,如圖(b)所示。研究表明不論觀察者是站在車廂里還是在車廂內(nèi)地面上,車廂的高度L0都是不變的,光在車廂里和車廂內(nèi)地面上傳播的速度都是c,試判斷Δt和Δt0哪一個(gè)更大一些,從中可以得出什么結(jié)論。
【考點(diǎn)】光在真空中的速度.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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波的種類 聲波 光波 電磁波 傳播速度 ①聲波在固、液、氣三種狀態(tài)中的傳播速度相同 ②光波在真空中的傳播速度最快,是3×108m/s ③真空中所有電磁波的傳播速度相同,是3×108m/s 傳播介質(zhì) ④聲波的傳播一定需要介質(zhì) ⑤光波的傳播不需要介質(zhì) ⑥電磁波的傳播一定需要介質(zhì) 應(yīng)用舉例 ⑦超聲波用于清潔物質(zhì) ⑧激光掘進(jìn)引導(dǎo)方向 ⑨電磁波用于無線電通訊 發(fā)布:2025/1/1 8:0:2組卷:101引用:2難度:0.7 -
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