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物理学界对光速的研究论文题目

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物理学界对光速的研究论文题目

光不需要动力,基本的粒子天生就拥有光速,而且它是没有质量的,没被希格斯场减速。

如果要问宇宙中有什么是绝对的?那么,在物理学当中,有一个东西是绝对的,那就是光在真空中的速度近似等于30万公里/秒。那光为什么会这样拥有这样的速度?它的动力到底是什么呢?

其实,答案很简单,光不需要动力,基本粒子天生就拥有光速,而光没有静止质量,它没有被希格斯场所减速,而其他基本粒子因为拥有静止质量,因此被希格斯场所减速,所以达不到光速。那具体是咋回事呢?

质能等价

在物理学界,即便是物理学的发展得到了前所未有的推荐。在一些基本的概念上,科学家们依然推荐得很痛苦,比如:质量,能量和光速。伽利略曾经就挑战过光速,而且他仅仅是尝试去测光速,却只能以失败而告终。

到了20世纪,有一个物理学界的天纵奇才出现了,他就是爱因斯坦。在他1905年发表了四篇极具开创性的论文,其中就包括大名鼎鼎的狭义相对论。除了狭义相对论,在当年最晚发表的一篇名为《质能等价》的论文是补充狭义相对论的。

在这篇论文当中,爱因斯坦提出了一个大名鼎鼎的质能方程E=mc^2,这个方程是爱因斯坦用来描述质量和能量的关系的,其中就用到c^2,也就是光速的平方。

这个方程描述了一个等价关系,假设有个物体的质量是m,那它所拥有的能量E就是mc^2。在推导质能方程的过程中,爱因斯坦论述了信息、物质、能量的极限速度是无法超越光速。如果要达到光速,那么静止质量只有等于0时。

后来科学家们发现,爱因斯坦这篇文章存在着循环论证的问题。不过,在几位物理学家和数学家的共同努力下,也最终拿出了十分严谨的证明。可能你要问了,凭什么信息、物质、能量的速度不能超过光速?

爱因斯坦当年只是用光速不变原理推导得到这个结果,但更深层次的原因并没有给出解释。不仅如此,实际上爱因斯坦也没有解释到底什么是质量?不过,后来有一批物理学家一并解决了这2个问题。那具体是咋回事呢?

希格斯场

科学家实际上是基于原子结构的研究从而解决这个问题的。我们都知道,原子都是由原子核和电子构成的。电子无法再分,而原子核还可以继续分为质子和中子。其中质子是带正电,中子是不带电的。可是你想过没有,原子核内有那么多质子, 不应该因为同种电荷相排斥而被弹开吗?

其次,科学家还通过轰击质子和中子的实验发现,质子和中子也应该还可以再分更小的粒子。这种粒子后来被称为夸克。

除此之外,原子核还存在着衰变的现象,比如:β衰变,一个中子衰变成一个质子、一个电子和一个中微子。

基于这些现象,科学家提出,在宇宙中存在着四种基本作用力,分别是强相互作用,弱相互作用,电磁相互作用和引力。其中,强相互作用把夸克束缚在质子当中,也把质子束缚在原子核当中,因此它们的强度要大于电磁力,衰变则是由弱相互作用引起的。

科学家利用一套叫做规范场的理论,试图把四大相互作用统一起来,他们几乎完成了强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的统一。但是有一些科学家就发现了一个问题,这其实就是质量问题。根据这套理论,物质的质量到底从哪里来呢?

科学家发现,物质99%的质量来自于强相互作用把夸克束缚在质子和中子当中的能量,我们可以通过上文提到的质能等价计算得到。至于剩余的1%的质量则是来自于各种基本粒子的。这听起来其实很完美有没有?

可问题就出在,在规范场当中,夸克和电子这类基本粒子是不应该有质量的。其次,相互作用在规范场论当中可以看成是把某种粒子扔来扔去的结果,比如:强相互作用就是把胶子扔来扔去;而弱相互作用就是把W玻色子和Z玻色子扔来扔去;电磁力就是把光子扔来扔去。胶子和光子明明是没有质量的,可W玻色子和Z玻色子却有质量,这很是奇怪。

后来,为了解决这个问题,科学家不得不提出另外一个假设来给规范场论做补充。他们提出了希格斯机制,他们认为宇宙中遍布着一种场叫做希格斯场,当粒子通过时,希格斯场会和粒子发生作用,会导致粒子减速并获得质量。物质剩余的1%的质量就是希格斯场赋予的。

但是并不是所有的粒子都会和希格斯场发生作用,如果粒子的静止质量是0,那么它就不会和希格斯场发生作用,那它的速度就应该是光速。光子的静止质量是0,所以它没有被希格斯场减速,所以它的传播速度是光速。

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非常简单,光并不需要动力,基本粒子天生就拥有光速,但是光没有静止质量。

物理学界对光速的研究论文有哪些

光速是恒定的!只是在不同的介质传播速度会不一样!

今年五月底,《纽约时报》抢先报道了一条令科学界为之震惊的消息:华裔科学家王 利军和他的同事成功地打破光速极限,在实验室把光的速度提高了三百倍。如果这一发 现得到确认,它意味着爱因斯坦的「相对论」将被彻底推翻。但六月八日,王利军又专 门出面澄清,所谓「比光速快三百倍」的研究,其实只是传媒在没向他证实就发表了的 错误理解。 然而,最新一期的《自然》杂志上刊载了王利军等三位科学家最新的研究成果,首次 证明了世界上有比光速还快的东西。这项研究由普林斯顿大学的物理学家王利军、亚历 山大�6�4库兹米奇及阿瑟�6�4道格鲁共同进行,并发表在最新一期的科学期刊《自然》上。 研究人员发射出一个激光光波,并让它穿过铯气室,结果发现,当这个激光光波的尾 巴还没完全进入铯气室前,波的前段就已经从另一端钻出来。研究人员表示,激光光波 在铯气室前进的距离是同一时间在真空中所能穿越距离的三百一十倍,研究人员推测, 可能是铯原子改变了光的性质,所以这个激光光波才比真空中的光速快。研究人员表 示,至少在这种实验室环境下,光速是可以再往前推进的。王利军表示:「我们的研究 显示,没有什么东西能比光速快的观念是错误的。」 这项研究成果目前并没有任何实际上的应用,但却让光学物理学界大为振奋,加州柏 克莱分校的物理学家雷蒙�6�4赵表示,这是一项科学大突破,以前大家都认为比光速快是 不可能的,不过事实证明了没有什么是不可能的,要试了才知道。 在约一个世纪前,爱因斯坦提出真空中前进的光速是全宇宙最快的速度。普林斯顿大 学的研究成果在未来可应用于研制超速计算机上。 参考资料:来自百度

2011年9月23日,在欧洲核子研究中心(CERN),科学家们发现了意料之外的现象:被送往732公里之外Gran Sasso实验室的中微子们比光速快了60纳秒到达。用更大的数字来表示,就是光速299,792,458m/s,而他们在实验中检测到中微子速度是299,799,953m/s。这一数值的实验误差是10纳秒,换言之,基本上比光速快是没错的!虽然只是的区别,但这一挑战狭义相对论光速不变原理基石的发现一旦得到证实,将会给物理学界带来巨大的变化。突破光速不是儿戏,科学家们慎之又慎的反复测验。研究发言人Antonio Ereditato博士表示他们已经反复检验过数据和设备,但就是无法发现有什么错误,只好选择将这一结果公开,期待得到更多研究机构的重复实验和验证,以其最终得知这究竟是不是一个事实。尽管以一般的实验准则来说,他们的数据早已足够坚实。Antonio Ereditato博士说,为了检验μ中微子与τ中微子的转换,他们在三年的时间中总共进行了一万五千次中微子发射,而每一次的结果都指向同一事实:这些中微子,就是要比光速快。爱因斯坦理论中最广为人知的说法之一就是“光速无法超越”,这也确实是现代物理中最基本的基础之一。 据英国《每日邮报》网站2011年11月18日报道,欧洲核子研究中心的物理学家们日前再度推翻“光速最快”的说法,他们通过实验反复证明中微子的飞行速度的确可以超过光速,这很有可能会颠覆支撑现代物理学的爱因斯坦相对论。爱因斯坦的狭义相对论认为,光速是宇宙速度的极限,没有任何物质可以超越光速。但欧洲核子研究中心的科学家们在2012年9月宣布,他们发现一些粒子,如中微子等可能以快于光速的速度飞行。当时,该中心发声明称,这个结果的潜在影响巨大,急需重复实验及其他实验室的独立检测。在最近的实验中,该中心与意大利格朗萨索国家地下实验室进行了合作。研究人员们不但优化了最先的实验方案,而且还利用新方案进行了多达20次的重复实验,所得结果与先前的发现完全一致。一些物理学家指出,一旦有些粒子确实被证实跑过了光速,那将彻底改变人类对整个宇宙存在的看法,甚至改变人类存在的模式。其中一种观点认为,宇宙中可能还存在其他未知维度,中微子正是抄了其他维度的“近路”,才“跑”得比光快。旅美物理学家张操在1986年就在国际会议中预言了中微子可能是一种超光速粒子。他指出:狭义相对论在一定范围内是个正确的理论,可是不能把它的结论无限推广。狭义相对论服从电磁相互作用的规律,没有强有力的证据显示狭义相对论也适用于其它二种基本相互作用(引力相互作用、弱相互作用)。没有人测量过引力的速度;在弱相互作用中,中微子可能是一种超光速粒子。狭义相对论把光速规定为一切物质运动速度的极限,这种“一刀切”是不妥当的。 位于意大利的大萨索山的一个叫做“伊卡洛斯”(ICARUS)的项目在2011年10月和11月间探测到了来自欧洲核子研究中心的中微子,而且精度更高。诺贝尔物理奖获得者、“伊卡洛斯”项目发言人卡罗·鲁比亚(Carlo Rubbia)说:“我们的结果与爱因斯坦如果活着会给出的结果是一致的。”在他们的实验中,中微子的速度与光速接近,但并没有超过光速。英国《自然》杂志称,“对于一些物理学家来说,新的测量对这件事起了一锤定音的作用。”但鲁比亚仍然等待看到2012年春天包括“奥普拉”和“伊卡洛斯”在内的几个项目所做的新的结果。这些项目中也包括另一个叫做“大体积探测器”(LVD)的中微子观测站对来自欧洲核子研究中心的中微子所做的测速。此前,在2月份时,《科学》杂志曾爆料称,来自欧洲核子研究中心的内部人士透露,中微子速度的误差可能是由于连接GPS接收器和电脑之间的光缆松了造成的。欧洲核子研究中心随后证实了这一说法,但同时表示还有另外一个因素,即用于将“奥普拉”的探测器时间与GPS进行同步的一个振荡器可能存在误差。后者的误差的效果是与前面那个因素恰恰相反的——它会造成中微子速度被低估。而科学家们暂时无法确定一个高估的因素和一个低估的因素究竟谁占了上风。定于2012年4月底进行的新的实验将会以更高的精度来检测这些因素所造成的效果。2012年3月末物理学家们宣布,之前那项对爱因斯坦相对论的基础——光速极限理论提出挑战的实验已经被确认存在错误。后续的验证实验已经证明,和所有其它事物一样,中微子同样遵循爱因斯坦指出的宇宙速度极限法则。虽然这件事以爱因斯坦先生的定理获胜告终,但这反应了人们挑战光速的愿望。可能还是牛顿的那句话:“真理就像大海一样,但在我自己看来,我不过就象是一个在海边玩耍的小孩,不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。”

即使在相同介质中,光速也不是恒定的,主要是由于光速是时空转换的临界值,必然受到时空的影响,而不同时空的亚临界扭曲力对光速的扭曲是不同的,因此产生光速的变化,另外不同时空对光速的度量标准也产生物化,几句话也说不清,简单地说是"变的".

研究生物理光学论文题目

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参考题目:1. 惯性质量与引力质量相等的实验验证。2. 谈谈伽利略的相对性原理。3. 惯性系与非惯性系中物理学规律之间联系的讨论。4. 生活中的惯性力,科里奥利力,举例说明自然界中的科里奥利效应。5. 谈谈角动量守恒及其应用。6. 质心参照系的利用。7. 论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理。8. 谈谈刚体中的打击中心问题。9. 谈谈冰箱的工作原理及如何实现冰箱节能。10. 论述汽车发动机与热力学的关系。11. 论述燃煤电厂效率提高的发展趋势。12. 热力学第一定律及其思考。13. 热力学第二定律及其思考。14. 举例说明永动机是不可能制成的。15. 从热力学第二定律的角度论述生命活动的本质。16. 谈谈日常生活中的混沌现象。17. 举例说明乐器中的物理学。18. 谈谈共振的应用及其危害。19. 谈谈阻尼振动的应用及其危害。20. 举例说明多普勒效应及其应用。21. 杨氏双缝干涉实验的结果及其思考。22. 谈谈等厚干涉及其应用。23. 谈谈偏振光的产生及其应用。24. 全息照相在光学工程中的应用。 25. 物理与新技术(与自己的专业相结合,比如:“物理与航天技术”、“物理与光学技术”、“物理与发动机” 、“物理与生命活动”等)。

论文是需要自己好好写的,你可以找些资料,但是不能通过这种途径来获取。你可以从波动光学、几何光学、傅里叶光学等等方面对生活的影响来写。(具体得看你已经学到什么阶段来了,在早期,几何光学对人类的影响比较大,等到波动光学迅速崛起的时候,对几何光学产生了较大的冲击,也对人类社会生活产生了深远的影响,现在傅里叶光学是一门很重要的学科,对各学科都有作用)

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研究发光生物的论文题目

生物学重要概念包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用,处于学科中心位置.学术堂整理了一部分好写的生物类论文题目,供大家参考:1、本地珍稀濒危植物生存现状及保护对策2、论生物多样性与生态系统稳定性的关系3、室内环境对人体健康的影响4、糖尿病研究进展研究及策略5、心血管病研究进展研究及策略6、儿童糖尿病的现状调查研究7、结合当地遗传病例调查谈谈对遗传病的认识及如何优生8、浅析生态意识的产生及其培养途径9、生物入侵的危害及防治对策10、城镇化建设对生态环境的影响11、城市的生态环境问题与可持续发展12、农村的生态环境问题及其保护对策-以当地农村为例13、全球气候变化与低碳生活

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研究论文光速的测量

光速的测量方法: 最早光速的准确数值是通过观测木星对其卫星的掩食测量的。还有转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法。 1.罗默的卫星蚀法 光速的测量,首先在天文学上获得成功,这是因为宇宙广阔的空间提供了测量光速所需要的足够大的距离.早在1676年丹麦天文学家罗默(1644— 1710)首先测量了光速.由于任何周期性的变化过程都可当作时钟,他成功地找到了离观察者非常遥远而相当准确的“时钟”,罗默在观察时所用的是木星每隔一定周期所出现的一次卫星蚀.他在观察时注意到:连续两次卫星蚀相隔的时间,当地球背离木星运动时,要比地球迎向木星运动时要长一些,他用光的传播速度是有限的来解释这个现象.光从木星发出(实际上是木星的卫星发出),当地球离开木星运动时,光必须追上地球,因而从地面上观察木星的两次卫星蚀相隔的时间,要比实际相隔的时间长一些;当地球迎向木星运动时,这个时间就短一些.因为卫星绕木星的周期不大(约为天),所以上述时间差数,在最合适的时间(上图中地球运行到轨道上的A和A’两点时)不致超过15秒(地球的公转轨道速度约为30千米/秒).因此,为了取得可靠的结果,当时的观察曾在整年中连续地进行.罗默通过观察从卫星蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速.由于当时只知道地球轨道半径的近似值,故求出的光速只有214300km/s.这个光速值尽管离光速的准确值相差甚远,但它却是测定光速历史上的第一个记录.后来人们用照相方法测量木星卫星蚀的时间,并在地球轨道半径测量准确度提高后,用罗默法求得的光速为299840±60km/s. 2.布莱德雷的光行差法 1728年,英国天文学家布莱德雷(1693—1762)采用恒星的光行差法,再一次得出光速是一有限的物理量.布莱德雷在地球上观察恒星时,发现恒星的视位置在不断地变化,在一年之内,所有恒星似乎都在天顶上绕着半长轴相等的椭圆运行了一周.他认为这种现象的产生是由于恒星发出的光传到地面时需要一定的时间,而在此时间内,地球已因公转而发生了位置的变化.他由此测得光速为: C=299930千米/秒 这一数值与实际值比较接近. 以上仅是利用天文学的现象和观察数值对光速的测定,而在实验室内限于当时的条件,测定光速尚不能实现. 二、光速测定的大地测量方法 光速的测定包含着对光所通过的距离和所需时间的量度,由于光速很大,所以必须测量一个很长的距离和一个很短的时间,大地测量法就是围绕着如何准确测定距离和时间而设计的各种方法. 1.伽利略测定光速的方法 物理学发展史上,最早提出测量光速的是意大利物理学家伽利略.1607年在他的实验中,让相距甚远的两个观察者,各执一盏能遮闭的灯,如图所示:观察者A打开灯光,经过一定时间后,光到达观察者B,B立即打开自己的灯光,过了某一时间后,此信号回到A,于是A可以记下从他自己开灯的一瞬间,到信号从B返回到A的一瞬间所经过的时间间隔t.若两观察者的距离为S,则光的速度为 c=2s/t 因为光速很大,加之观察者还要有一定的反应时间,所以伽利略的尝试没有成功.如果用反射镜来代替B,那么情况有所改善,这样就可以避免观察者所引入的误差.这种测量原理长远地保留在后来的一切测定光速的实验方法之中.甚至在现代测定光速的实验中仍然采用.但在信号接收上和时间测量上,要采用可靠的方法.使用这些方法甚至能在不太长的距离上测定光速,并达到足够高的精确度. 2.旋转齿轮法 用实验方法测定光速首先是在1849年由斐索实验.他用定期遮断光线的方法(旋转齿轮法)进行自动记录.实验示意图如下.从光源s发出的光经会聚透镜L1射到半镀银的镜面A,由此反射后在齿轮W的齿a和a’之间的空隙内会聚,再经透镜L2和L3而达到反射镜M,然后再反射回来.又通过半镀镜A由 L4集聚后射入观察者的眼睛E.如使齿轮转动,那么在光达到M镜后再反射回来时所经过的时间△t内,齿轮将转过一个角度.如果这时a与a’之间的空隙为齿 a(或a’)所占据,则反射回来的光将被遮断,因而观察者将看不到光.但如齿轮转到这样一个角度,使由M镜反射回来的光从另一齿间空隙通过,那么观察者会重新看到光,当齿轮转动得更快,反射光又被另一个齿遮断时,光又消失.这样,当齿轮转速由零而逐渐加快时,在E处将看到闪光.由齿轮转速v、齿数n与齿轮和M的间距L可推得光速c=4nvL. 在斐索所做的实验中,当具有720齿的齿轮,一秒钟内转动次时,光将首次被挡住而消失,空隙与轮齿交替所需时间为 在这一时间内,光所经过的光程为2×8633米,所以光速c=2×8633×18244=×108(m/s). 在对信号的发出和返回接收时刻能作自动记录的遮断法除旋转齿轮法外,在现代还采用克尔盒法.1941年安德孙用克尔盒法测得:c=299776±6km/s,1951年贝格斯格兰又用克尔盒法测得c=±. 3.旋转镜法 旋转镜法的主要特点是能对信号的传播时间作精确测量.1851年傅科成功地运用此法测定了光速.旋转镜法的原理早在1834年1838年就已为惠更斯和阿拉果提出过,它主要用一个高速均匀转动的镜面来代替齿轮装置.由于光源较强,而且聚焦得较好.因此能极其精密地测量很短的时间间隔.实验装置如图所示.从光源s所发出的光通过半镀银的镜面M1后,经过透镜L射在绕O轴旋转的平面反射镜M2上O轴与图面垂直.光从M2反射而会聚到凹面反射镜M3上, M3的曲率中心恰在O轴上,所以光线由M3对称地反射,并在s′点产生光源的像.当M2的转速足够快时,像S′的位置将改变到s〃,相对于可视M2为不转时的位置移动了△s的距离可以推导出光速值: 式中w为M2转动的角速度.l0为M2到M3的间距,l为透镜L到光源S的间距,△s为s的像移动的距离.因此直接测量w、l、l0、△s,便可求得光速. 在傅科的实验中:L=4米,L0=20米,△s=米,W=800×2π弧度/秒,他求得光速值c=298000±500km/s. 另外,傅科还利用这个实验的基本原理,首次测出了光在介质(水)中的速度v<c,这是对波动说的有力证据. 3.旋转棱镜法 迈克耳逊把齿轮法和旋转镜法结合起来,创造了旋转棱镜法装置.因为齿轮法之所以不够准确,是由于不仅当齿的中央将光遮断时变暗,而且当齿的边缘遮断光时也是如此.因此不能精确地测定象消失的瞬时.旋转镜法也不够精确,因为在该法中象的位移△s太小,只有毫米,不易测准.迈克耳逊的旋转镜法克服了这些缺点.他用一个正八面钢质棱镜代替了旋转镜法中的旋转平面镜,从而光路大大的增长,并利用精确地测定棱镜的转动速度代替测齿轮法中的齿轮转速测出光走完整个路程所需的时间,从而减少了测量误差.从1879年至1926年,迈克耳逊曾前后从事光速的测量工作近五十年,在这方面付出了极大的劳动. 1926年他的最后一个光速测定值为 c=299796km/s 这是当时最精确的测定值,很快成为当时光速的公认值. 三、光速测定的实验室方法 光速测定的天文学方法和大地测量方法,都是采用测定光信号的传播距离和传播时间来确定光速的.这就要求要尽可能地增加光程,改进时间测量的准确性.这在实验室里一般是受时空限制的,而只能在大地野外进行,如斐索的旋轮齿轮法当时是在巴黎的苏冷与达蒙玛特勒相距8633米的两地进行的.傅科的旋转镜法当时也是在野外,迈克耳逊当时是在相距35373.21米的两个山峰上完成的.现代科学技术的发展,使人们可以使用更小更精确地实验仪器在实验室中进行光速的测量. 1.微波谐振腔法 1950年埃森最先采用测定微波波长和频率的方法来确定光速.在他的实验中,将微波输入到圆柱形的谐振腔中,当微波波长和谐振腔的几何尺寸匹配时,谐振腔的圆周长πD和波长之比有如下的关系:πD=λ,因此可以通过谐振腔直径的测定来确定波长,而直径则用干涉法测量;频率用逐级差频法测定.测量精度达10-7.在埃森的实验中,所用微波的波长为10厘米,所得光速的结果为±1km/s. 2.激光测速法 1790年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先运用激光测定光速.这个方法的原理是同时测定激光的波长和频率来确定光速(c=νλ).由于激光的频率和波长的测量精确度已大大提高,所以用激光测速法的测量精度可达10-9,比以前已有最精密的实验方法提高精度约100倍. 四、光速测量方法一览表 除了以上介绍的几种测量光速的方法外,还有许多十分精确的测定光速的方法.现将不同方法测定的光速值列为“光速测量一览表”供参考. 根据1975年第十五届国际计量大会的决议,现代真空中光速的最可靠值是: c=± 声速测量仪必须配上示波器和信号发生器才能完成测量声速的任务。实验中产生超声波的装置如图所示。它由压电陶瓷管或称超声压电换能器与变幅杆组成;当有交变电压加在压电陶瓷管上时,由于压电体的逆压电效应,使其产生机械振动。此压电陶瓷管粘接在铝合金制成的变幅杆上,经过电子线路的放大,即成为超声波发生器,由于压电陶瓷管的周期性振动,带动变幅杆也做周期轴向振动。当所加交变电压的频率与压电陶瓷的固有频率相同时,压电陶瓷的振幅最大,这使得变幅杆的振幅也最大。变幅杆的端面在空气中激发出纵波,即超声波。本仪器的压电陶瓷的振荡频率在40kHz以上,相应的超声波波长约为几毫米,由于他的波长短,定向发射性能好,本超声波发射器是比较理想的波源。由于变幅杆的端面直径一般在20mm左右,比此波长大很多,因此可以近似认为离开发射器一定距离处的声波是平面波。超声波的接受器则是利用压电体的正压电效应,将接收的机械振动,转化成电振动,为使此电振动增强。特加一选频放大器加以放大,再经屏蔽线输给示波器观测。接收器安装在可移动的机构上,这个机构包扩支架、丝杆、可移动底座(其上装有指针,并通过定位螺母套在丝杆上,有丝杆带动作平移)、带刻度的手轮等。接收器的位置由主、尺刻度手轮的位置决定。主尺位于底座上面;最小方尺位于底坐上面;最小分尺为1mm,手轮与丝杆相连上分为100分格,每转一周,接收器平移1mm,故手每一小格为,可估到。

光速的测定 光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验的反站,也打破了光速无限的传统观念;在物理学理论研究的发展里程中,它不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据,而且最终推动了爱因斯坦相对论理论的发展。 在光速的问题上物理学界曾经产生过争执,开普勒和笛卡尔都认为光的传播不需要时间,是在瞬时进行的。但伽利略认为光速虽然传播得很快,但却是可以测定的。1607年,伽利略进行了最早的测量光速的实验。 伽利略的方法是,让两个人分别站在相距一英里的两座山上,每个人拿一个灯,第一个人先举起灯,当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯,从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间。但由于光速传播的速度实在是太快了,这种方法根本行不通。但伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕。 1676年,丹麦天文学家罗麦第一次提出了有效的光速测量方法。他在观测木星的卫星的隐食周期时发现:在一年的不同时期,它们的周期有所不同;在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天。他认为这种现象是由于光具有速度造成的,而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟。1676年9月,罗麦预言预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度,观测并最终证实了罗麦的预言。 罗麦的理论没有马上被法国科学院接受,但得到了著名科学家惠更斯的赞同。惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度:214000千米/秒。虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远,但他启发了惠更斯对波动说的研究;更重要的是这个结果的错误不在于方法的错误,只是源于罗麦对光跨越地球的时间的错误推测,现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是298000千米/秒,很接近于现代实验室所测定的精确数值。 1725年,英国天文学家布莱德雷发现了恒星的"光行差"现象,以意外的方式证实了罗麦的理论。刚开始时,他无法解释这一现象,直到1728年,他在坐船时受到风向与船航向的相对关系的启发,认识到光的传播速度与地球公转共同引起了"光行差"的现象。他用地球公转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要8分13秒。这个数值较罗麦法测定的要精确一些。菜德雷测定值证明了罗麦有关光速有限性的说法。 光速的测定,成了十七世纪以来所展开的关于光的本性的争论的重要依据。但是,由于受当时实验环境的局限,科学家们只能以天文方法测定光在真空中的传播速度,还不能解决光受传播介质影响的问题,所以关于这一问题的争论始终悬而未决。 十八世纪,科学界是沉闷的,光学的发展几乎处于停滞的状态。继布莱德雷之后,经过一个多世纪的酝酿,到了十九世纪中期,才出现了新的科学家和新的方法来测量光速。 1849年,法国人菲索第一次在地面上设计实验装置来测定光速。他的方法原理与伽利略的相类似。他将一个点光源放在透镜的焦点处,在透镜与光源之间放一个齿轮,在透镜的另一测较远处依次放置另一个透镜和一个平面镜,平面镜位于第二个透镜的焦点处。点光源发出的光经过齿轮和透镜后变成平行光,平行光经过第二个透镜后又在平面镜上聚于一点,在平面镜上反射后按原路返回。由于齿轮有齿隙和齿,当光通过齿隙时观察者就可以看到返回的光,当光恰好遇到齿时就会被遮住。从开始到返回的光第一次消失的时间就是光往返一次所用的时间,根据齿轮的转速,这个时间不难求出。通过这种方法,菲索测得的光速是315000千米/秒。由于齿轮有一定的宽度,用这种方法很难精确的测出光速。 1850年,法国物理学家傅科改进了菲索的方法,他只用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜。平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上,同样用平面镜的转速可以求出时间。傅科用这种方法测出的光速是298000 千米/秒。另外傅科还测出了光在水中的传播速度,通过与光在空气中传播速度的比较,他测出了光由空气中射入水中的折射率。这个实验在微粒说已被波动说推翻之后,又一次对微粒说做出了判决,给光的微粒理论带了最后的冲击。 1928年,卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。1951年,贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793千米/秒。 光波是电磁波谱中的一小部分,当代人们对电磁波谱中的每一种电磁波都进行了精密的测量。1950年,艾森提出了用空腔共振法来测量光速。这种方法的原理是,微波通过空腔时当它的频率为某一值时发生共振。根据空腔的长度可以求出共振腔的波长,在把共振腔的波长换算成光在真空中的波长,由波长和频率可计算出光速。 当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频率求得的。1958年,弗鲁姆求出光速的精确值:±千米/秒。1972年,埃文森测得了目前真空中光速的最佳数值:±米/秒。 光速的测定在光学的研究历程中有着重要的意义。虽然从人们设法测量光速到人们测量出较为精确的光速共经历了三百多年的时间,但在这期间每一点进步都促进了几何光学和物理光学的发展,尤其是在微粒说与波动说的争论中,光速的测定曾给这一场著名的科学争辩提供了非常重要的依据。 参考资料:

1928年卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。1951年,贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793千米/秒。

光波是电磁波谱中的一小部分,当代人们对电磁波谱中的每一种电磁波都进行了精密的测量。1950年,艾森提出了用空腔共振法来测量光速。

这种方法的原理是微波通过空腔时当它的频率为某一值时发生共振.根据空腔的长度可以求出共振腔的波长,在把共振腔的波长换算成光在真空中的波长,由波长和频率可计算出光速.

当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频率求得的。1958年弗鲁姆求出光速的精确值:±千米/秒。1972年,埃文森测得了目前真空中光速的最佳数值:±米/秒。

光速的测定在光学的研究历程中有着重要的意义。虽然从人们设法测量光速到人们测量出较为精确的光速共经历了三百多年的时间,但在这期间每一点进步都促进了几何光学和物理光学的发展,尤其是在微粒说与波动说的争论中,光速的测定曾给这一场著名的科学争辩提供了非常重要的依据。

扩展资料

2011年9月,欧洲研究人员发现了一个无法解释的现象——比光速快60纳秒的中微子。一旦被证实,将颠覆支撑现代物理学的相对论。

而2012年03月03日最新消息称,经过数月的反复检查,欧洲核子中心日前宣布,卫星定位系统同步接收器可能存在“调校”问题,并高估了中微子运行时间,而把卫星定位系统信号传送到原子时钟的光缆可能出现连接“松动”并导致低估了粒子包飞行时间。

最新一期隶属美国科学促进会的《科学》杂志也刊文指出,连接原子钟的光缆出现松动,可能导致计算中微子运行时间的原子钟产生了错误结果。

近月来欧洲核子中心已得到证实,该实验结论是实验电缆出错造成的,并没有颠覆相对论。

参考资料来源:百度百科-光速

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