斐索-傅科儀

斐索-傅科儀是法國物理學家阿曼德·斐索和萊昂·傅科在1850年設計用來測量光速的儀器。這個儀器由光源、反光鏡、旋轉的遮版和一個固定在35公里外的反光鏡組成。當光源發出的光線由轉動的遮板空隙射至遠方的反射鏡被反射回來時，只有在適當的轉速下才能再穿過遮板被偵測到。

基本介紹

• 中文名：斐索-傅科儀
• 領域：光學

簡介

斐索-傅科儀是法國物理學家阿曼德·斐索和萊昂·傅科在1850年設計用來測量光速的儀器。這個儀器由光源、反光鏡、旋轉的遮版和一個固定在35公里外的反光鏡組成。當光源發出的光線由轉動的遮板空隙射至遠方的反射鏡被反射回來時，只有在適當的轉速下才能再穿過遮板被偵測到。

傅科改進了斐索在1849年使用兩片固定的鏡子和轉動的鈍角齒輪所做的實驗測出了光速，而斐索測得的光速比實際高了約5%。

阿曼德·斐索

阿曼德·斐索（法語：Armand Hippolyte Louis Fizeau，1819年9月23日－1896年9月18日），法國物理學家。他早期的工作與改善攝影的程式有關，然後他與萊昂·傅科合作，參與了一系列光和熱的干涉現象研究。在1848年，他發現了電磁波的都卜勒效應；1849年，他發表了用他的方法測量得到的光速（參見斐索-傅科儀）；在1850年，與E. Gounelle測量了電流的速度。

在1853年，他描述了如何使用螺旋管來增加電容（後來稱為電容器）的效能，然後他又研究固體中的熱脹冷縮，並套用光的干涉現象測量水晶的膨脹。1860年他成為法國皇家學會的會員，1878年加入經度局。他於1896年9月18日在Venteuil逝世。

萊昂·傅科

讓·伯納德·萊昂·傅科（法語：Jean Bernard Léon Foucault，寬式IPA：/ʒɑ̃ bɛʁnaʁ leɔ̃ fu'ko/，1819年9月18日－1868年2月11日），法國物理學家，他最著名的發明是顯示地球自轉的傅科擺。除此之外他還曾經測量光速，發現了渦電流。他雖然沒有發明陀螺儀，但是這個名稱是他起的。在月球上有一座以他命名的撞擊坑。

光速

光速，指光在真空中的速率，是一個物理常數，一般記作c，精確值為299,792,458米每秒（≈3.00×10m/s）。這一數值之所以是精確值，是因為米的定義就是基於光速和國際時間標準上的。根據狹義相對論，宇宙中所有物質和信息的運動和傳播速度都不能超過c。光速也是所有無質量粒子及對應的場波動（包括電磁輻射和引力波等）在真空中運行的速度。這一速度獨立於射源運動以及觀測者所身處的慣性參考系。在相對論中，c起到把時間和空間聯繫起來的作用，並且出現在廣為人知的質能等價公式中：E=mc。

光在玻璃和空氣等透明介質中傳播的速度小於c。c與光在介質中傳播的速度v之比，就是該介質的折射率n（n=c/v）。例如，玻璃在可見光波段的折射率約為1.5，意味著光在玻璃中的速度為c/ 1.5 ≈ 200000km/s；空氣在可見光波段的折射率約為1.0003，所以光在空氣中的速度約為299700km/s，比c慢90km/s。

在一般情況下，光以及其他電磁波都似乎能夠從甲點瞬間達到乙點，但只要甲乙兩點相隔距離大，再加上精度極高的測量儀器，就可探測到光的有限傳播速度所呈現的各種現象。在和遙遠的空間探測器通訊的時候，從地球發出的信號需數分鐘甚至數小時的時間才可抵達探測器，反之亦然。同樣，來自遙遠星體的光經過許多年才到達地球，因此科學家可通過觀測這些星體來研究宇宙久遠的歷史。光速有限，也意味著計算機有著理論上的最高速度，因為信息在計算機晶片之間傳遞的速度受到限制。光速還可以用在所謂的“飛行時間”測量法中，以高精確度量度兩個相距較遠的點之間的距離。

奧勒·羅默於1676年首次測定光速。他通過研究木衛一的視運動，判斷出光的傳播速度是有限的，而非無限。1865年，詹姆斯·克拉克·麥克斯韋提出光是一種電磁波，因此必須以他的電磁理論中所出現的速度c傳播。1905年，阿爾伯特·愛因斯坦提出一條公設：一個慣性參考系所測得的光速是獨立於光源的運動的。他從這一點推導出狹義相對論，並證明常數c在光和電磁波的範疇以外也有舉足輕重的地位。經過數百年不斷進步的測量之後，1975年光速的數值為299,792,458m/s，測量不確定度為十億分之四。1983年，國際單位制（SI）中的米被重新定義為1/299,792,458秒內光在真空中所運行的距離。因此，c在米每秒單位下的數值已固定為精確值。