通過光速測量實驗能否把實驗裝置改成

『壹』 光速是怎麼測定的，和它被測歷史

17世紀前，天文學家和物理學家以為光速為無限大，宇宙中恆星的光都是瞬時到達地球的。義大利物理學家伽利略首先對上述論點提出懷疑，為了證明光速的有限性，他在1600年左右曾做過粗糙的實驗，他確定了A用燈光把信號傳到B並收到從B回來的信號所需要的時間。這個實驗是在晚上當兩個觀察者緊靠著站在一起，以及當他們相距近一英里時分別進行的。如果能發覺有時間差，那麼，光就是以有限速度傳播的，伽利略不能從他的實驗解決這個問題。但他提出了一個完全不同的問題，他評論道，在木星後面的木星衛星時常消失，可以用來作光速的測量。
1849年，法國物理學家菲索用齒輪法首次在地面實驗室中成功地進行了光速測量。他的實驗裝置如圖所示。圖4中光源S發出的光束在半鍍銀的鏡子G上反射，經透鏡L1聚焦到O點，從O點發出的光束再經透鏡L2變成平行光束。經過8.633千米後通過透鏡L3會聚到鏡子M上，再由M返回原光路達G後進入觀測者的眼睛。置於O點的齒輪旋轉時把光束切割成許多短脈沖，他用的齒輪有720個齒，轉速為25轉／秒時達到最大光強，這相當於每個光脈沖往返所需時間為1/18000秒，往返距離為17.266千米，經過二十八次的觀察，由此可得с＝312000千米／秒。這個數值與當時天文學家公認的光速值只有較小的差別。
差不多與菲索同時進行光速測定工作的便是傅科。1819年9月18日他生於巴黎，最初研究過醫學，但從1845年以後從事物理學的研究，與斐索是初期的合作者。兩人分手後，各自都進行著光速測定的研究工作。在光速測定的研究中，傅科是採用旋轉平面鏡的方法來測光速的。經過一段時間的研究，於1850年5月6日向科學院報告了自己實驗的結果，並發現光速在水中比在空氣中小，證明了波動說的觀點是正確的，它給光的微粒說帶來了再一次的沖擊。在論文中，傅科敘述了實驗裝置的改進和實驗的結果。他指出，所用的儀器與以前所說的儀器設有什麼重大的區別，只是裝了一套推動圓周屏幕移動的齒輪系統，以便准確量度鏡的旋轉速度。此外，實驗中所用的距離，也用幾次反射的方法，使其距離從4米擴大到20米。由於光通過的距離增長，對時間的量度更為准確，使他得到的結果也更好。傅科指出，最後的結果，光的速度好像顯然地比人們想像的速度要小，用旋轉鏡測得的光速為每秒大約2.98×108米/秒。接著他又分析這一結果的准確程度。據他看來，該實驗的誤差，不應該超過5×105米。在這一條件下，傅科認為這一實驗數值是正確的。
在菲索和傅科之後，又有不少科學家，採用並改進了前人的方法，繼續測量光的傳播速度。主要有以下幾位：法國的科爾尼（M．A．Cornu，1841～1902）採用菲索的方法，作了一些改進，於1874年在實驗中把反射鏡安裝在23公里遠的地方，測出的光速為每秒2.985×108米，而1878年又測得3.004×108米。1880～1881年，英國的詹姆斯·楊（Oames Young）和喬治·福布斯（G．Forbes）測得的數值為每秒3.01382×108米。
光速的最精確的測定是在美國作的，1867年，海軍天文台的紐科姆（Newcomb Simon，1835～1909）建議重做傅科的實驗，邁克耳遜於1878年在安納波利斯海軍學院的實驗室做了初步的實驗。測量是在1879年做的。1882年，邁克耳遜在俄亥俄州克利夫蘭的凱斯學院作了測定。
邁克耳遜以畢生精力從事光速的精密測量；1879年，他用自己改進了的傅科方法，利用凹面鏡和透鏡把光路延長到600m，旋轉鏡使返回光位移133mm，獲得光速值為299910±50km/s。1882年，他又把測量精度提高，獲得的數值為 299853±30km/s。這都是當時最新紀錄。後來到1923年他又重新專心致志地從事光速測量，在加利福尼亞的兩個相距約35公里的山頭之間，一個新的特點是應用了八角形的轉動鏡，這提供了接受相繼反射面的反射光的可能性，這樣就免除了反射光線的角度偏差的測量；測得的數值為299798±4km/s。

『貳』 關於光速的測量

1．羅默的衛星蝕法

光速的測量，首先在天文學上獲得成功，這是因為宇宙廣闊的空間提供了測量光速所需要的足夠大的距離．早在1676年丹麥天文學家羅默（1644— 1710）首先測量了光速．由於任何周期性的變化過程都可當作時鍾，他成功地找到了離觀察者非常遙遠而相當准確的「時鍾」，羅默在觀察時所用的是木星每隔一定周期所出現的一次衛星蝕．他在觀察時注意到：連續兩次衛星蝕相隔的時間，當地球背離木星運動時，要比地球迎向木星運動時要長一些，他用光的傳播速度是有限的來解釋這個現象．光從木星發出（實際上是木星的衛星發出），當地球離開木星運動時，光必須追上地球，因而從地面上觀察木星的兩次衛星蝕相隔的時間，要比實際相隔的時間長一些；當地球迎向木星運動時，這個時間就短一些．因為衛星繞木星的周期不大（約為1.75天），所以上述時間差數，在最合適的時間（上圖中地球運行到軌道上的A和A』兩點時）不致超過15秒（地球的公轉軌道速度約為30千米/秒）．因此，為了取得可靠的結果，當時的觀察曾在整年中連續地進行．羅默通過觀察從衛星蝕的時間變化和地球軌道直徑求出了光速．由於當時只知道地球軌道半徑的近似值，故求出的光速只有214300km/s．這個光速值盡管離光速的准確值相差甚遠，但它卻是測定光速歷史上的第一個記錄．後來人們用照相方法測量木星衛星蝕的時間，並在地球軌道半徑測量准確度提高後，用羅默法求得的光速為299840±60km/s．

2．布萊德雷的光行差法

1728年，英國天文學家布萊德雷（1693—1762）採用恆星的光行差法，再一次得出光速是一有限的物理量．布萊德雷在地球上觀察恆星時，發現恆星的視位置在不斷地變化，在一年之內，所有恆星似乎都在天頂上繞著半長軸相等的橢圓運行了一周．他認為這種現象的產生是由於恆星發出的光傳到地面時需要一定的時間，而在此時間內，地球已因公轉而發生了位置的變化．他由此測得光速為：

C=299930千米/秒

這一數值與實際值比較接近．

以上僅是利用天文學的現象和觀察數值對光速的測定，而在實驗室內限於當時的條件，測定光速尚不能實現．

二、光速測定的大地測量方法

光速的測定包含著對光所通過的距離和所需時間的量度，由於光速很大，所以必須測量一個很長的距離和一個很短的時間，大地測量法就是圍繞著如何准確測定距離和時間而設計的各種方法．

1．伽利略測定光速的方法

物理學發展史上，最早提出測量光速的是義大利物理學家伽利略．1607年在他的實驗中，讓相距甚遠的兩個觀察者，各執一盞能遮閉的燈，如圖所示：觀察者A打開燈光，經過一定時間後，光到達觀察者B，B立即打開自己的燈光，過了某一時間後，此信號回到A，於是A可以記下從他自己開燈的一瞬間，到信號從B返回到A的一瞬間所經過的時間間隔t．若兩觀察者的距離為S，則光的速度為

c=2s/t

因為光速很大，加之觀察者還要有一定的反應時間，所以伽利略的嘗試沒有成功．如果用反射鏡來代替B，那麼情況有所改善，這樣就可以避免觀察者所引入的誤差．這種測量原理長遠地保留在後來的一切測定光速的實驗方法之中．甚至在現代測定光速的實驗中仍然採用．但在信號接收上和時間測量上，要採用可靠的方法．使用這些方法甚至能在不太長的距離上測定光速，並達到足夠高的精確度．

2．旋轉齒輪法

用實驗方法測定光速首先是在1849年由斐索實驗．他用定期遮斷光線的方法（旋轉齒輪法）進行自動記錄．實驗示意圖如下．從光源s發出的光經會聚透鏡L1射到半鍍銀的鏡面A，由此反射後在齒輪W的齒a和a』之間的空隙內會聚，再經透鏡L2和L3而達到反射鏡M，然後再反射回來．又通過半鍍鏡A由 L4集聚後射入觀察者的眼睛E．如使齒輪轉動，那麼在光達到M鏡後再反射回來時所經過的時間△t內，齒輪將轉過一個角度．如果這時a與a』之間的空隙為齒 a（或a』）所佔據，則反射回來的光將被遮斷，因而觀察者將看不到光．但如齒輪轉到這樣一個角度，使由M鏡反射回來的光從另一齒間空隙通過，那麼觀察者會重新看到光，當齒輪轉動得更快，反射光又被另一個齒遮斷時，光又消失．這樣，當齒輪轉速由零而逐漸加快時，在E處將看到閃光．由齒輪轉速v、齒數n與齒輪和M的間距L可推得光速c=4nvL．

在斐索所做的實驗中，當具有720齒的齒輪，一秒鍾內轉動12.67次時，光將首次被擋住而消失，空隙與輪齒交替所需時間為

在這一時間內，光所經過的光程為2×8633米，所以光速c=2×8633×18244=3.15×108（m/s）．

在對信號的發出和返回接收時刻能作自動記錄的遮斷法除旋轉齒輪法外，在現代還採用克爾盒法．1941年安德孫用克爾盒法測得：c=299776±6km/s，1951年貝格斯格蘭又用克爾盒法測得c=299793.1±0.3km/s．

3．旋轉鏡法

旋轉鏡法的主要特點是能對信號的傳播時間作精確測量．1851年傅科成功地運用此法測定了光速．旋轉鏡法的原理早在1834年1838年就已為惠更斯和阿拉果提出過，它主要用一個高速均勻轉動的鏡面來代替齒輪裝置．由於光源較強，而且聚焦得較好．因此能極其精密地測量很短的時間間隔．實驗裝置如圖所示．從光源s所發出的光通過半鍍銀的鏡面M1後，經過透鏡L射在繞O軸旋轉的平面反射鏡M2上O軸與圖面垂直．光從M2反射而會聚到凹面反射鏡M3上， M3的曲率中心恰在O軸上，所以光線由M3對稱地反射，並在s′點產生光源的像．當M2的轉速足夠快時，像S′的位置將改變到s〃，相對於可視M2為不轉時的位置移動了△s的距離可以推導出光速值：

式中w為M2轉動的角速度．l0為M2到M3的間距，l為透鏡L到光源S的間距，△s為s的像移動的距離．因此直接測量w、l、l0、△s，便可求得光速．

在傅科的實驗中：L=4米，L0=20米，△s=0.0007米，W=800×2π弧度/秒，他求得光速值c=298000±500km/s．

另外，傅科還利用這個實驗的基本原理，首次測出了光在介質（水）中的速度v＜c，這是對波動說的有力證據．

3．旋轉棱鏡法

邁克耳遜把齒輪法和旋轉鏡法結合起來，創造了旋轉棱鏡法裝置．因為齒輪法之所以不夠准確，是由於不僅當齒的中央將光遮斷時變暗，而且當齒的邊緣遮斷光時也是如此．因此不能精確地測定象消失的瞬時．旋轉鏡法也不夠精確，因為在該法中象的位移△s太小，只有0.7毫米，不易測准．邁克耳遜的旋轉鏡法克服了這些缺點．他用一個正八面鋼質棱鏡代替了旋轉鏡法中的旋轉平面鏡，從而光路大大的增長，並利用精確地測定棱鏡的轉動速度代替測齒輪法中的齒輪轉速測出光走完整個路程所需的時間，從而減少了測量誤差．從1879年至1926年，邁克耳遜曾前後從事光速的測量工作近五十年，在這方面付出了極大的勞動． 1926年他的最後一個光速測定值為

c=299796km/s

這是當時最精確的測定值，很快成為當時光速的公認值．

三、光速測定的實驗室方法

光速測定的天文學方法和大地測量方法，都是採用測定光信號的傳播距離和傳播時間來確定光速的．這就要求要盡可能地增加光程，改進時間測量的准確性．這在實驗室里一般是受時空限制的，而只能在大地野外進行，如斐索的旋輪齒輪法當時是在巴黎的蘇冷與達蒙瑪特勒相距8633米的兩地進行的．傅科的旋轉鏡法當時也是在野外，邁克耳遜當時是在相距35373．21米的兩個山峰上完成的．現代科學技術的發展，使人們可以使用更小更精確地實驗儀器在實驗室中進行光速的測量．

1．微波諧振腔法

1950年埃森最先採用測定微波波長和頻率的方法來確定光速．在他的實驗中，將微波輸入到圓柱形的諧振腔中，當微波波長和諧振腔的幾何尺寸匹配時，諧振腔的圓周長πD和波長之比有如下的關系：πD=2.404825λ，因此可以通過諧振腔直徑的測定來確定波長，而直徑則用干涉法測量；頻率用逐級差頻法測定．測量精度達10-7．在埃森的實驗中，所用微波的波長為10厘米，所得光速的結果為299792.5±1km/s．

2．激光測速法

1790年美國國家標准局和美國國立物理實驗室最先運用激光測定光速．這個方法的原理是同時測定激光的波長和頻率來確定光速（c=νλ）．由於激光的頻率和波長的測量精確度已大大提高，所以用激光測速法的測量精度可達10-9，比以前已有最精密的實驗方法提高精度約100倍．

四、光速測量方法一覽表

除了以上介紹的幾種測量光速的方法外，還有許多十分精確的測定光速的方法．現將不同方法測定的光速值列為「光速測量一覽表」供參考．

根據1975年第十五屆國際計量大會的決議，現代真空中光速的最可靠值是：

c=299792.458±0.001km/s

聲速測量儀必須配上示波器和信號發生器才能完成測量聲速的任務。實驗中產生超聲波的裝置如圖所示。它由壓電陶瓷管或稱超聲壓電換能器與變幅桿組成；當有交變電壓加在壓電陶瓷管上時，由於壓電體的逆壓電效應，使其產生機械振動。此壓電陶瓷管粘接在鋁合金製成的變幅桿上，經過電子線路的放大，即成為超聲波發生器，由於壓電陶瓷管的周期性振動，帶動變幅桿也做周期軸向振動。當所加交變電壓的頻率與壓電陶瓷的固有頻率相同時，壓電陶瓷的振幅最大，這使得變幅桿的振幅也最大。變幅桿的端面在空氣中激發出縱波，即超聲波。本儀器的壓電陶瓷的振盪頻率在40kHz以上，相應的超聲波波長約為幾毫米，由於他的波長短，定向發射性能好，本超聲波發射器是比較理想的波源。由於變幅桿的端面直徑一般在20mm左右，比此波長大很多，因此可以近似認為離開發射器一定距離處的聲波是平面波。超聲波的接受器則是利用壓電體的正壓電效應，將接收的機械振動，轉化成電振動，為使此電振動增強。特加一選頻放大器加以放大，再經屏蔽線輸給示波器觀測。接收器安裝在可移動的機構上，這個機構包擴支架、絲桿、可移動底座（其上裝有指針，並通過定位螺母套在絲桿上，有絲桿帶動作平移）、帶刻度的手輪等。接收器的位置由主、尺刻度手輪的位置決定。主尺位於底座上面；最小方尺位於底坐上面；最小分尺為1mm，手輪與絲桿相連上分為100分格，每轉一周，接收器平移1mm，故手每一小格為0.01mm，可估到0.001mm。

『叄』 測量光速的方法

光拍頻法測量光速
光波是電磁波，光速是最重要的物理常數之一。光速的准確測量有重要的物理意義，也有重要的實用價值。基本物理量長度的單位就是通過光速定義的。
測量光速的方法很多，有經典的有現代的。我們需要的是物理概念清楚、成本不高而且學生能夠在實驗桌上直觀、方便地完成測量的那種方法。
我們知道，光速c=s/Δt，s是光傳播的距離，Δt是光傳播s所需的時間。例如c=fλ中，λ相當上式的s，可以方便地測得，但光頻f大約1014Hz，我們沒有那樣的頻率計，同樣傳播λ距離所需的時間Δt=1/f也沒有比較方便的測量方法。如果使f變得很低，例如30MHz，那麼波長約為10m。這種測量對我們來說是十分方便的。這種使光頻「變低」的方法就是所謂「光拍頻法」。本實驗利用激光束通過聲光移頻器,獲得具有較小頻差的兩束光,它們迭加則得到光拍;利用半透鏡將這束光拍分成兩路，測量這兩路光拍到達同一空間位置的光程差（當相位差為2π時光程差等於光拍的波長）和光拍的頻率從而測得光速。
一、實驗目的
1． 掌握光拍頻法測量光速的原理和實驗方法,並對聲光效應有一初步了解。
2． 通過測量光拍的波長和頻率來確定光速。
二、原理
1.光拍的形成及其特徵
根據振動疊加原理，頻差較小，速度相同的兩列同向傳播的簡諧波疊加即形成拍。若有振幅相同為E0、圓頻率分別為 和 （頻差 較小）的二光束：

式中 ， 為波數， 和 為初位相。若這兩列光波的偏振方向相同，則疊加後的總場為：

圖1 拍頻波場在某一時刻t的空間分布

上式是沿x軸方向的前進波，其圓頻率為 ，振幅為 ，因為振幅以頻率為 周期性地變化，所以E被稱為拍頻波， 稱為拍頻， 為拍頻波的波長。
2.光拍信號的檢測
用光電檢測器（如光電倍增管等）接收光拍頻波，可把光拍信號變為電信號。因為光檢測器光敏面上光照反應所產生的光電流與光強（即電場強度的平方）成正比，即

g為接收器的光電轉換常數。
光波的頻率： Hz；光電接收管的光敏面響應頻率一般≤109Hz 。因此檢測器所產生的光電流都只能是在響應時間 （ ） 內的平均值。

結果中高頻項為零，只留下常數項和緩變項，緩變項即是光拍頻波信號， 是與拍頻 相應的角頻率， 為初位相。
可見光檢測器輸出的光電流包含有直流和光拍信號兩種成分。濾去直流成分 ，檢測器輸出頻率為拍頻 、初相位 、相位與空間位置有關的光拍信號（見圖1）。
3.光拍的獲得
為產生光拍頻波, 要求相疊加的兩光波具有一定的頻差。這可通過聲波與光波相互作用發生聲光效應來實現。介質中的超聲波能使介質內部產生應變引起介質折射率的周期性變化,就使介質成為一個位相光柵。當入射光通過該介質時發生衍射,其衍射光的頻率與聲頻有關。這就是所謂的聲光效應。本實驗是用超聲波在聲光介質與He—Ne激光束產生聲光效應來實現的。
如圖2(b)所示,在聲光介質與聲源相對的端面敷以聲反射材料,以增強聲反射。沿超聲傳播方向, 當介質的厚度恰為超聲半波長的整數倍時,前進波與反射波在介質中形成駐波超聲場, 這樣的介質也是一個超聲位相光柵,激光束通過時也要發生衍射,且衍射效率比行波法要高。第L級衍射光的圓頻率為 .若超聲波功率信號源的頻率為F=W /2p,則第L級衍射光的頻率為 .式中L,m=0,士1,±2,...,可見,除不同衍射級的光波產生頻移外,在同一級衍射光內也有不同頻率的光波。因此,用同一級衍射光就可獲得不同的拍頻波。例如,選取第1級（或零級）,由m=0和m=-1的兩種頻率成分疊加, 可得到拍頻為2F的拍頻波。
本實驗即採用駐波法。駐波法衍射效率高，並且不需要特殊的光路使兩級衍射光沿同向傳播，在同一級衍射光中即可獲得拍頻波。

圖2 相拍二光波獲得示意圖
4.光速c的測量
實驗通過實驗裝置獲得兩束光拍信號，在示波器上對兩光拍信號的相位進行比較，測出兩光拍信號的光程差及相應光拍信號的頻率，從而間接測出光速值。
假設兩束光的光程差為L，對應的光拍信號的相位差為 ，
當二光拍信號的相位差為2π時，即光程差為光拍波的波長 時，示波器熒光屏上的二光束的波形就會完全重合。由公式 便可測得光速值c。式中L為光程差，F為功率信號發生器的振盪頻率。

三 儀器與裝置
本實驗所用儀器有CG-Ⅳ型光速測定儀、示波器和數字頻率計各一台。
1、光拍法測光速的電路原理：電路原理圖如圖3所示。
1）發射部分
長250mm的氦氖激光管輸出激光的波長為632.8nm，功率大於1mw的激光束射入聲光移頻器中，同時高頻信號源輸出的頻率為15MHZ左右、功率1w左右的正弦信號加在頻移器的晶體換能器上，在聲光介質中產生聲駐波，使介質產生相應的疏密變化，形成一位相光柵，則出射光具有兩種以上的光頻，其產生的光拍信號為高頻信號的倍頻。

圖3 光拍法測光速的電原理圖
2）光電接收和信號處理部分
由光路系統出射的拍頻光，經光電二極體接收並轉化為頻率為光拍頻的電信號，輸入至混頻電路盒。該信號與本機振盪信號混頻，選頻放大，輸出到示波器的Y輸入端。與此同時，高頻信號源的另一路輸出信號與經過二分頻後的本振信號混頻。選頻放大後作為示波器的外觸發信號。需要指出的是，如果使用示波器內觸發，將不能正確顯示二路光波之間的位相差。
3）電源
激光電源採用倍壓整流電路，工作電壓部分採用大電解電容，使之有一定的電流輸出，觸發電壓採用小容量電容，利用其時間常數小的性質，使該部分電路在有工作負載的情況下形同短路，結構簡潔有效。
±12V電源採用三端固定集成穩壓器件，負載大於300mA，供給光電接受器和信號處理部分以及功率信號源。±12V降壓調節處理後供給斬光器之小電機。
2、光拍法測光速的光路
圖4為光速測量儀的結構和光路圖。

圖4 CG-Ⅳ型光速測定儀的結構和光路圖
實驗中，用斬光器依次切斷遠程光路和近程光路，則在示波器屏上依次交替顯示兩光路的拍頻信號正弦波形。但由於視覺暫留，我們『同時』看到它們的信號。調節兩路光的光程差，當光程差恰好等於一個拍頻波長 時，兩正弦波的位相差恰為2π，波形第一次完全重合，從而 。
由光路測得L, 用數字頻率計測得高頻信號源的輸出頻率F, 根據上式可得出空氣中的光速c。
因為實驗中的拍頻波長約為3m,為了使裝置緊湊,遠程光路採用折疊式,如圖4所示。圖中實驗中用圓孔光闌取出第0級衍射光產生拍頻波, 將其他級衍射光濾掉。
四 實驗內容與步驟
1. 調節光速測定儀底腳螺絲，使儀器處於水平狀態。
2. 正確連接線路，使示波器處於外觸發工作狀態,接通激光電源, 調節電流至5mA，接通15V直流穩壓電源, 預熱15分鍾後,使它們處於穩定工作狀態。
3. 使激光束水平通過通光孔與聲光介質中的駐聲場充分互相作用（已調好不用再調），調節高頻信號源的輸出頻率（50MHZ左右），使產生二級以上最強衍射光斑。
4. 光欄高度與光路反射鏡中心等高，使0級衍射光通過光欄入射到相鄰反射鏡的中心（如已調好不用再調）。
5.用斬光器擋住遠程光，調節全反射鏡和半反鏡，使近程光沿光電二極體前透鏡的光軸入射到光電二極體的光敏面上，打開光電接收器盒上的窗口可觀察激光是否進入光敏面，這時，示波器上應有與近程光束相應的經分頻的光拍波形出現。
6. 用斬光器擋住近程光，調節半反鏡、全反鏡和正交反射鏡組，經半反射鏡與近程光同路入射到光電二極體的光敏面上，這時，示波器屏上應有與遠程光光束相應的經分頻的光拍波形出現，5、6兩步應反復調節，直到達到要求為止。
7.在光電接收盒上有兩個旋扭，調節這兩個旋扭可以改變光電二極體的方位，使示波器屏上顯示的兩個波形振幅最大且相等，如果他們的振幅不等，再調節光電二極體前的透鏡，改變入射到光敏面上的光強大小，使近程光束和遠程光束的幅值相等。
8.緩慢移動導軌上裝有正交反射鏡的滑塊10，改變遠程光束的光程，使示波器中兩束光的正旋波形完全重合（位相差為2π）此時，兩路光的光程差等於拍頻波長 。
9.測出拍頻波長 ，並從數字頻率計讀出高頻信號發生器的輸出頻率F，代入公式求得光速c。反復進行多次測量，並記錄測量數據，求出平均值及標准偏差。

五、注意事項
1． 聲光頻移器引線及冷卻銅塊不得拆卸。
2． 切勿用手或其它污物接觸光學表面。
3． 切勿帶電觸摸激光管電極等高壓部位。

『肆』 通過光速測量實驗,你認為波長測量的主要誤差來源是什麼為提高測量精度需做哪些改進

光電測距誤差來源於儀器本身、觀測條件和外界環境影響三個方面。

1、儀器誤差主要是光速測定誤差、頻率誤差、測相誤差、周期誤差、儀器常數誤差、照準誤差。

2、觀測誤差主要是儀器和棱鏡對中誤差。

3、外界環境因素影響主要是大氣溫度、氣壓和濕度的變化引起的大氣折射率誤差。

其中光速測定誤差、大氣折射率誤差、頻率誤差與測量的距離成比例，為比例誤差；而對中誤差、儀器常數誤差、照準誤差、測相誤差與測量的距離無關，屬於固定誤差；周期誤差既有固定誤差的成分也有比例誤差的成分。

(4)通過光速測量實驗能否把實驗裝置改成擴展閱讀：

物體的質量會隨著速度的增加而增加，當物體的速度接近光速時，它的質量就會趨於無窮，所以一個有質量的物體是不可能達到光速的。

只有靜止質量為零的光子才能一直以光速運動。把光速加到任何速度上，你仍然得到光速。速度的合成不遵循經典力學定律，而是遵循相對論速度定律。

光在不同的介質中以不同的速度傳播。由於光是一種電磁波，所以光的速度取決於介質的介電常數和滲透率。在一個各向同性的靜態介質中，光速是一個比真空中光速c小的常數。

如果介質以一定的速度移動，光速計算的一般方法是先建立一個移動參考系，光的速度是光速在靜止介質，然後獲得光速移動媒介轉換的參考框架。或者我們可以直接使用相對論速度疊加公式來求光在運動介質中的速度。

以聲音實驗為例：空氣仍然對著地面，我們第一次不移動時，測量我們的聲音向前1秒300米；在第二次中，我們在1秒內勻速後退1米，聲音被測量到離我們301米遠。

結論是，這兩種聲音相對於地面的速度是不變的，第一種聲音相對於我們的速度是300米／秒。第二步是301米／秒。當所涉及的速度遠小於光速時，聲速滿足線性疊加。

『伍』 能否把測光帶實驗裝置改成直接測發射頻率為100MHZ的無線電波並對其波長和頻率進行絕對測量

不可以。
進入程序，將無線電波程序改為：$λ=\frac{c}{f}=\frac{3×{10}^{8}m/s}{100×{10}^{6}Hz}=3m$。

『陸』 關於大學物理實驗——光速測量試驗

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