Ⅰ 如何測光速
一． 惠更斯的測定的光速
丹麥青年科學家羅默。羅默生於奧爾胡斯，在哥本哈根受過教育，後來移居巴黎。在羅默來巴黎的30年前，義大利天文學家卡西尼應路易十四聘請也來到巴黎，他對木星系進行了長期系統的觀察和研究。他告訴人們，木星和地球一樣也是圍繞著太陽運行的行星，但它繞太陽運行的周期是12年。在它的周圍有12顆衛星，其中有4顆衛星特別亮，地球上的人藉助於望遠鏡就可以看清楚它們的位置。由於這些衛星繞木星運行，隔一段時間就會被木星遮食一次，其中最近木星的那顆衛星二次被木星遮食的平均時間間隔為42小時28分16秒。羅默在仔細觀察和測量之後發現，這個時間間隔在一年之內的各個時間里並不是完全相同的，並且當木星的視角變小時，這個時間間隔要大於平均值。
1676年9月，羅默向巴黎科學院宣布，原來預計11月9日上午5點25分45秒發生的木衛食將推遲10分鍾。巴黎天文台的天文學家們雖然懷疑羅默的神秘預言，但還是作了觀測並證實了木衛食的推遲。11月22日羅默在解釋這個現象時說，這是因為光穿越地球的軌道需要時間，最長時間可達22分鍾。後來惠更斯利用羅默的數據和地球軌道直徑的數據，第一次計算出光速為 2×108米/秒。雖然這個結果很不精確，但為光速的測定邁出了一大步。
二.法國科學家菲索的旋轉齒輪法
菲索為法國科學家，他讓光源發出的光從轉動齒輪的間隙中通過，再通過透鏡變成平行光束，這光束聚焦於安裝在一定距離的平面鏡上，被平面鏡反射後再沿著相反的方向返回齒輪，進入觀察者的眼睛。
當齒輪以某一速度轉動時，觀察者將看不到返回的光，這是因為光線從齒輪到達平面鏡再回到齒輪時，恰好為下一個移來的齒所遮蔽，倘若使輪的轉速增加1倍，光點又重新被看到了，因為返回的光恰好穿過下一個齒縫。設輪的 如果光速為C，齒輪與平面鏡間的距離為l，那麼， 進行的。齒輪的齒數是720個，計算光速為313，300公里/秒， 可以看出結果與今天的精確值比較接近。
三. 邁克爾遜旋轉鏡和干涉儀測法如圖7所示是邁克爾遜用轉動八面鏡法測光速的實驗示意圖，圖中S為發光點，T是望遠鏡，平面鏡O與凹面鏡B構成了反射系統。八面鏡距反射系統的距離為AB＝L（L可長達幾十千米），且遠大於OB以及S和T到八面鏡的距離。現使八面鏡轉動起來，並緩慢增大其轉速，當轉動頻率達到f0並可認為是勻速轉動時，恰能在望遠鏡中第一次看見發光點S，由此邁克爾遜測出光速C。
具體的演算法為，此時八面鏡轉過角度為
即可得出C=16
以上為邁克爾遜的測定光速的原理及計算方法。
四.巧用微波爐測光速
光速的測量並不一定要用科學的儀器，其實在生活中我們可以利用身邊的東西進行測量，我們知道電磁波的傳播速度等於光速，因此我們可以運用微波爐發出的微波進行光速的測量。具體做法如下：
把旋轉托盤從你的微波爐中拿出來，再把一塊巧克力放在托盤上。用最大的功率加熱，直到巧克力上有兩到三處出現融化——這僅僅只需20秒鍾的時間。然後，從微波爐中拿出巧克力，測量兩個融化處之間的距離，再將此距離乘以2，在乘以2,450,000,000(即2450兆赫茲，如果你的微波爐是標准廠家生產的，那麼多半就是這個頻率)。接下來，你會驚奇地發現，算出的結果非常接近299,792,458——若加上米/秒的單位，即是光速。
我們知道，微波爐每秒產生24億5千萬次的超高頻率，快速震盪爐中事物所含有的蛋白質、脂肪、水等成分的分子，使分子之間互相碰撞、擠壓、摩擦，重新排列組合。簡而言之，它是靠事物內部的摩擦生熱原理來烹調的。由於巧克力棒靜止不動地停留在微波爐里，微波持續地震盪相同的部位——即迅速變熱並融化的地方。而相鄰兩個融化點之間的距離即是波長的一半，因為微波穿過巧克力塊時是上下波動的。將兩個融化點之間的距離乘以2，即為一個完整的波長。而微波和光波一樣，它們都是以光速行駛的電磁波。在你的爐子里，它們的頻率為2450兆赫茲，這就意味著它們每秒鍾上下跳躍的次數為24.5億次。我們已經計算出它們的波長——經歷完整的一輪上升和下降的波動說走過的距離。因此我們可以計算出這樣的微波經歷24.5億次上升和下降說走過的長度，也就是說，它們在一秒鍾內所走過的長度。這樣，我們的數據就足夠了：如果你發現巧克力的融化點之間的距離是6厘米，那麼用0.06*2*2.45*1,000,000,000講會得到294,000,000——這個結果與物理學家們用了半個世紀測出的結果及其相似。
小結：以上為測量光速的幾種方法，得出的結果的精確度不同，但總的來說都是人類智慧的結晶以及人類對科學進行探究的見證
第一個嘗試測量光速的，也是伽利略。他和他的助手在夜間相隔數公里遠面對面地站著，每人拿一盞燈，燈有開關（注意當時還沒有電的知識，更沒有電燈。）當伽利略在某個時刻打開燈，一束光向助手方向射去，助手看到燈後馬上打開自己的燈。伽利略試圖測出從他開燈到他看到助手開燈之間的時差，從而算出光速。但這個實驗失敗了，因為光傳播速度太快，現在知道，要想通過這種方法測出光速，必須能測出10－5秒的時差，這在當時是完全不可能的。
第一個比較正確的光速值，是用天體測量得到的。1675年，丹麥天文學家羅麥注意到，木衛消失在木星陰影里的時間間隔逐次不同，它隨著各次衛星掩蝕時，木星和地球之間距離的不同而變長或變短。他認識到這是由於在長短不同的路程上，光線傳播需要不同時間。根據這種想法，羅麥推算出c=2×108米／秒。
直到1849年，地面實驗中才有較好的光速測量。當時，法國物理學家斐索利用高速齒輪進行這項工作。1862年，傅科成功地發展了另一種測定光速的方法，他用一個高速轉鏡來測量微小的時間間隔。下圖是經過改進後的實驗裝置示意圖。轉鏡是一個正八面的鋼質棱鏡，從光源S發出的光射到轉鏡面R上，經R反射後又射到35公里以外的一塊反射鏡C上，光線再經反射後回到轉鏡。所用時間是t=2D/c。在t時間中轉鏡轉過一個角度。實驗時，逐漸加快轉鏡轉速，當轉速達到528轉／秒時，在t時間里正好轉過1／8圈。返回的光恰恰在棱鏡的下一個面上，通過半透鏡M可以從望遠鏡里看到返回光線所成的像。用這種方法得到c =299,796±4公里／秒。
近代測量光速的方法，是先准確地測量一束光的頻率v和波長λ，然後再用c＝vλ來計算。1973年以來，採用以下的光速值
c =299,792,458±1.2米／秒。
順便指出一點:各種測量光速的方法,得到的結果都很一致,這也成為光速不變性的一個有力佐證。
Ⅱ 讀「某大洋部分洋流系統示意圖」，完成下列要求：（11分） 小題1:某海輪從A航行到B，若一路順風順水，則
| 小題1:東北信風加那利寒流北赤道暖流（3分） 小題2:盛行西風墨西哥灣暖流北大西洋暖流（3分） 小題3:紐芬蘭墨西哥灣暖流拉布拉多寒流（3分） 小題4:D處於亞馬孫河口地區，有大量的陸地淡水注入（2分） Ⅲ 讀北大西洋部分洋流系統示意圖,回答下列問題
（1）東北信風,本格拉寒流,北赤道暖流 Ⅳ 有同學用右面的實驗裝置來模擬洋流系統，在透明水槽的內側分別安放4隻風扇，且假定F1和F2位於大洋西側。
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