但伽利略为光速测量开了一个头,激起了许多科学家们的兴趣。在他之后,就有许多科学家为了获得光速而想了很多办法。几百年测量光速的前赴后继。由于伽利略在山头举灯测光速实验没有取得成功,人们并没有接受光速有限的理念,光速无限论依然占据着科学界主流统治地位。几十年过去了,一直到1676年,丹麦天文学家奥劳斯·罗默率先开始采用科学方法对光速进行了测量。

罗默用望远镜观测木星卫星,对卫星在木星表面的投影周期性变化,通过定量计算得出光速c=214300km/s。这个值虽然距离现在精确光速值低了近30%,但这是由于当时对地球半径没有一个精确值,计算参考条件误差导致的。现在依然用罗默的方法,用现在掌握的地球半径精确值计算,求得的光速值为c=299840±60km/s,达到了现代光速准确值的99.98%。

罗默的测量结果,宣告了光速无限论的终结,从此科学界广泛接受了光速有限的认知。随后一路走来,科学家们前赴后继,不断改进测量办法和设备,让光速一步步更精确。比较有名的代表人物有法国物理学家A·H·L·菲佐、法国实验物理学家J·B·L·傅科、美国物理学家A·A·迈克尔逊等。他们采用的方法主要是利用反射原理,检测光线在一定时间行走的距离。

这些测试都是在室外地面上进行的。1849年,菲佐制作了一个检测光速的设备,这个设备是采用齿轮旋转的方法,让光线通过齿轮缝隙发射到8km远的反射镜上,由此计算每秒接收到的次数,这样测得光速c=315000km/s,比现代精确光速值多了5%;1851年,傅科改进了这种设备,采用旋转镜方式测得光速c=298000km/s,得到比现代精确值只差0.6%的结果;1926年,马克尔逊改进了傅科的实验,将聚集的平行光发射距离拉长到35千米,测得了光速c=299796km/s,这与现代精确光速只相差0.001%。

至此,这已经是人工地面机械试验能够测得光速精确值的极限了,光速已经成为物理学的一个常数,广泛运用在科学研究的各个方面。真空光速就是电磁波速。在300多年的光速测定过程中,有几位大科学家虽然没有直接测定光速,但做了一些与光至关重要的实验,揭示出光的本质,从而让“光”这个概念有了更深刻的含义。其代表人物有英国科学家迈克尔·法拉第和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦等,这两位都是近代最伟大的电磁学大师。

法拉第用电场和磁场概念解释静电力和磁场力,表明光会受到磁场影响,从而证实了可见光就是电磁波谱中的一部分,而不可见光部分的微波、红外线、紫外线、X射线、γ射线的传播速度与可见光是一样的;后来麦克斯韦、R·科尔劳施和W·韦伯等完成了电磁波速度测量,与菲佐对可见光测量的速度相近。随着现代科学仪器的日益精进,1952年,英国科学家费罗姆用微波干涉仪法测量光速得c=299792.50±0.10km/s;1973年,美国的K·M·埃文森等人直接测量激光频率ν和真空中的波长λ,通过公式(c=vλ)计算,得到光速c=299792458±1.2m/s的精确值,这种方法得到的光速值已经是理论上最精确的了,以后也不可能再精确了。

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