序/by goose 文摘自/知識科學 圖/宣自
羅美爾~您可能不認識 ! 伽利略~愛因斯坦~夠知名吧 !
刻卜勒(或克卜勒)~發現星球運行計算之軌道,其克卜勒定律運用在飛機裝置上,尤其直昇機是不可或缺,隨時測知與海平面及浪高...以保持機體安全 !
普林斯頓大學~夠知名吧 ! 近代的物理學家不少...
光速的測量
光的速度是 3×108 m/s----光走一年的距離~稱一光年
~ 宇宙星際之間以..光年計 ~
為了給諸君有概念,特別用淺顯的例子說明 :
太陽到地球不需要用到光年喔~
地球與太陽的距離大該約 1.5 億公里
而光一秒鐘前進的距離約 30萬 公里
換算一下
大該約8分鐘 也就是 8光分 (光行走8分鐘的距離)
若以高鐵的速度(200公里) 需約85年
也就是我們白天看到的太陽光
是太陽8分鐘之前所照射出來的
宇宙距離的測量單位還有
天存單位(地球到太陽的距離)
光秒(光行走1秒鍾的距離)
光分(光行走1分鐘的距離)
光年(光行走1年的距離)
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(Kepler,1571~1630)和笛卡兒(Descartes,1596~1650)認為光速是瞬間傳遞，是一個無限大的值，伽利略(Galileo,1564~1642)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,1819~1896)，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
愛因斯坦發現光速的公式
光速那就像音速一樣是個能量障礙,那是可以被突破的.
據美聯社報導，幾世代以來的物理學家都認為沒有什麼東西比真空中的光速還快，可以達到每秒前進30萬公里。但普林斯頓的物理學家卻推翻了這個亙古不變的定律，雷射光波穿過銫氣的速度比真空中的光速還快。這項成果已由《泰晤士報》率先披露。
這項研究是由普林斯頓大學的物理學家王利軍（Lijun Wang）、庫茲米契（Alexander Kuzmich）及道格魯（Arthur Dogariu）所共同進行的，並發表在最新一期的科學期刊《自然》。
研究人員發射出1個雷射光波，並讓它穿過銫氣室，結果發現當這個雷射光波的尾巴還沒完全進入銫氣室前，波的前段就已經從另一端鑽出來。研究人員表示，雷射光波在銫氣室前進的距離是同一時間內真空中所能穿越距離的310倍，研究人員推測可能是銫原子改變了光的性質，所以這個雷射光波才比真空中的光速快。
研究人員表示，至少在這種實驗室環境下，光速是可以再往前推進的。研究人員王利軍表示：「我們的研究顯示，沒有什麼東西能比光速快的這個觀念是錯誤的。」
這項研究成果目前並沒有任何實際上的應用，但卻讓光學物理學界大為振奮，加州柏克萊分校的趙姓物理學家（Raymond Chiao）表示，這是項大突破。以前大家都認為比光速快是不可能的，不過事實證明了沒有什麼是不可能的，要試了才知道。
這項研究大大挑戰愛因斯坦相對論的權威性。愛因斯坦在約1世紀前，提出真空中前進的光速是全宇宙最快的速度。普林斯頓大學的實驗以銫氣取代真空，不過光波所前進的速度比真空中的光速還快。這項成果在未來可應用在研發超速電腦上。
並不是每個人都同意普林斯頓的研究結果，多倫多大學的物理學家史坦格（Aephraim Steinberg）就表示，雖然銫氣室出來的光波形狀不變，但其中的光粒子可能有所不同，因此他質疑雷射光波在前進的過程中，物質已經被改變。
資料光的群速:
ug ~= c/(√εr)(1+1/8*(σ/ωε)^2)
這是一個近似公式,普通電磁學就有了. 平方項大於零,應可大於光速.
