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在早期光速是如何被计算出来的绝妙的斐索旋转齿轮法
19世纪前,光速测量依赖天文观测,精度有限。1849年,法国物理学家斐索设计旋转齿轮法,首次在地面实验室精确测得光速。实验装置包括光源、旋转齿轮、反射镜和望远镜:光源发出的光经透镜准直后,通过齿轮齿隙射向8公里外的反射镜,反射光原路返回。当齿轮静止时,光经齿隙往返,观察者可通过望远镜看到光斑;齿轮旋转时,若光往返时间恰好等于齿轮转过一个齿隙的时间,反射光会再次通过齿隙被观察到;若转过半个齿隙,光则被齿挡住,光斑消失。通过测量齿轮转速(n转/秒)、齿数(N)及反射镜距离(L),光速c=2L×n×N。斐索测得光速约315000公里/秒,与现代值(299792公里/秒)接近。该方法巧妙将高速光行时间转化为齿轮机械运动,开创地面测光速先河,为电磁理论验证及相对论发展奠定基础。
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