测量光速毕业论文

普通物理学1一、伽利略相对性原理和经典力学时空观惯性系：一个不受外力或外力合力为0的物体，保持静止或匀速直线运动不变，这样的参考系，叫惯性参考系，简称惯性系。（新想法：如果认识到非贯性系力产生的原因，在进行物理实验时将此力（惯性力）一并计算，那么就与跳出非惯性系，在惯性系中实验得到一样的结论，就可以把非惯性系当成惯性系对待——这与广义相对论的相对性原理是类似的）一切彼此作匀速直线运动的惯性系，对于描写机械运动的力学规律来说是完全等价的，在一个惯性系的“内部”所作的任何力学实验，都不能确定这一惯性系本身是在静止状态，还是在作匀速直线运动。这个原理叫力学相对性原理，或伽利略相对性原理。牛顿说：“绝对的、真正的和数学的时间自己流逝着，并由于它的本性而均匀地、与任一外界对象无关地流逝着。”“绝对空间，就本性而言，与外界任何事物无关，而永是相同的和不动的。”（见牛顿著作《自然哲学的数学原理》）二、狭义相对论的提出背景在19世纪末，人们知道光速是有限的，在测量光速时发现，木星卫星发出的光，到达地球的时间是相同的，而不管地球是朝向卫星运动还是背向卫星运动。这不符合物体运动的速度叠加原理（A参照系相对于B参照系速度为v1,A上发出相对A速度为V2的物体，物体相对于B速度为V1+V2），而符合波的性质，因为当时已知的所有波都有介质，因此人们假设光也有介质，定名为“以太”，光在以太中稳定传播，所以与地球的运动无关。由于地球并非宇宙中的特殊天体，以太应该对地球有相对运动，而著名的迈克耳孙（）和莫雷（）实验证明了相对地球运动的以太不存在，也就是说，如果存在以太，以太就是对地球静止的，这里和一些人认为的证明了以太不存在，叙述上有一点点区别。1905年，爱因斯坦提出两条假设：1。相对性原理：物理学在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式，也就是说，所有惯性系对于描述物理现象都是等价的。（够绝对的）2。光速不变原理：在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中，所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。1964年到1966年，欧洲核子中心（CERN）在质子同步加速器中作了有关光速的精密实验测量，直接验证了光速不变原理。实验结果是，在同步加速器中产生的一种介子（写法是派的0次方）以的高速飞行，它在飞行中发生衰变，辐射出能量为6000000000eV的光子，测得光子的实验室速度仍是c。三、狭义相对论时空观狭义相对论为人们提出了一个不同于经典力学的时空观。按照经典力学，相对于一个惯性系来说，在不同的地点、同时发生的两个事件，相对于另一个与之作相对运动的惯性系来说，也是同时发生的。但相对论指出，同时性问题是相对的，不是绝对的。在某个惯性系中在不同地点同时发生的两个事件，到了另一个惯性系中，就不一定是同时的了。经典力学认为时空的量度不因惯性系的选择而变，也就是说，时空的量度是绝对的。相对论认为时空的量度也是相对的，不是绝对的，它们将因惯性系的选择而有所不同。所有这一切都是狭义相对论时空观的具体反映。同时的相对性现举一个假想实验，一列匀速运动的火车，车头和车尾分别装有两个标记A1、B1当他们分别与地面上的两个标记A、B重合时，各自发出一个闪光。在A、B的中点C和A1、B1的中点C1，各装一个接受器，C点将同时接收到两端的信号，而信号传递需要时间，在这段时间内火车向前运动了，所以C1先收到车头的信号，后收到车尾的信号。也就是说，不同的参照系没有认为两个事件都是同时发生的。“同时”有相对性。四、洛伦兹坐标变换洛伦兹公式是洛伦兹为弥补经典理论中所暴露的缺陷而建立起来的。洛伦兹是一位理论物理学家，是经典电子论的创始人。坐标系K1（O1，X1，Y1，Z1）以速度V相对于坐标系K（O，X，Y，Z）作匀速直线运动；三对坐标分别平行，V沿X轴正方向，并设X轴与X1轴重合，且当T1=T=0时原点O1与O重合。设P为被“观察”的某一事件，在K系中观察者“看”来。它是在T时刻发生在（X，Y，Z）处的，而在K1系中的观察者看来，它是在T1时刻发生在（X1，Y1，Z1）处的。这样的两个坐标系间的变换，我们叫洛伦兹坐标变换。在推导洛伦兹变换之前，作为一条公设，我们必须假设时间和空间都是均匀的，因此它们之间的变换关系必须是线性关系。如果方程式不是线性的，那么，对两个特定事件的空间间隔与时间间隔的测量结果就会与该间隔在坐标系中的位置与时间发生关系，从而破坏了时空的均匀性。例如，设X1与X的平方有关，即X1=AX^2，于是两个K1系中的距离和它们在K系中的坐标之间的关系将由X1a-X1b=A(Xa^2-Xb^2）表示。现在我们设K系中有一单位长度的棒，其端点落在Xa=2m和Xb=1m处，则X1a-X1b=3Am。这同一根棒，其端点在Xa=5m和Xb=4m处，则我们得到X1a-X1b=9Am。这样，对同一根棒的测量结果将随棒在空间的位置的不同而不同。为了不使我们的时空坐标系原点的选择与其他点相比较有某种物理上的特殊性，变换式必须是线性的。先写出伽利略变换：X=X1+VT1； X1=X-VT增加系数k，X=k(X1+VT1)； X1=k1(X-VT)根据狭义相对论的相对性原理，K和K1是等价的，上面两个等式的形式就应该相同（除正负号外），所以两式中的比例常数k和k1应该相等，即有k=k1。这样， X1=k（X-VT）为了获得确定的变换法则，必须求出常数k，根据光速不变原理，假设光信号在O与O1重合时（T=T1=0）就由重合点沿OX轴前进，那么任一瞬时T（由坐标系K1量度则是T1),光信号到达点的坐标对两个坐标系来说，分别是 X=CT； X1=CT1XX1=k^2 (X-VT)(X1+VT1)C^2 TT1=k^2 TT1(C-V)(C+V)由此得k= 1/ (1-V^2/C^2)^(1/2)于是T1=(T-VX/C^2) / (1-V^2/C^2)^(1/2)T= (T1+VX/C^2)/ (1-V^2/C^2)^(1/2)=============================================爱因斯坦假设： 1．物理体系的状态据以变化的定律，同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系。 2．任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。” 把倒相对论作为你的毕业论文，不知道你的导师会不会让你通过？

光从离开太阳表面算起，需大约8分17秒才能到达地球。答：从古希腊时期，科学家们就开始研究光速。大多数的古希腊天文学家相信，在所有事物中，光速是无穷快的。但是他们没有方法来验证这个似乎有道理的猜想。所以直到16世纪早期之前，人们普遍认为这样的猜想是正确的。而伽利略的出现改变了这一切。

朱斯托·苏斯泰曼斯所作的伽利略肖像伽利略试图通过使用带挡板的灯笼测量光速。他让助手站在很远的地方，并在特定时间打开挡板，而伽利略将记录从助手那到他所在位置的光的传播时间。只不过他的结论是光速实在是太快了，无法通过实验测量。(事实上，根据我们现在对光速的了解，我们可以断言，如果伽利略和他的助手相距大约一英里，那么光从伽利略到他的助手这只需要大约五微秒（五百万分之一秒）的光。这太快了，无法用当时的技术来衡量。）

第一次正确测量光速是在1676年由一个叫做奥勒·罗默的人完成的。当时罗默正在观察木星的卫星木卫一，它位于伽利略卫星的最深处。正如地球上的观察者所见，当木卫一移动到木星的阴影中时，它会突然消失，而当它移动到木星的阴影之外(回到阳光中)时，它会重新出现。罗默对预测木卫一从木星阴影中出现的时间感兴趣。他的目标是利用这些观测结果更准确地确定木卫一的轨道周期；而并没有试图确定光速。

罗默注意到，随着地球越来越靠近木星，木卫一从阴影出现的时间变得越来越短，反之亦然。他意识到通过观测和计算出的木卫一出现时间之间存在差异，而这可以用光的速度是有限的来解释。由于在罗默的观测过程中，地球正在远离木星，所以从木卫一反射回来的光到达地球的时间会稍长一些，这将影响观察到木卫一从木星阴影中出现的确切时间。

在罗默论文里，他比较木卫一轨道周期的两个时间间隔：一个是地球在朝向木星运行时的木卫一轨道周期（有向弧FG的方向），另一个是地球背向木星运行时的木卫一轨道周期（有向弧LK的方向）。基于这些观察，罗默计算出光穿越地球公转直径的距离大约需要22分钟。将该值与地球半长轴(轨道半径)的早期测量值相结合，给出了大约每秒210，000公里的光速。这大约比光速的现代值低30%，但是考虑到它的古老性、测量方法和17世纪行星轨道精确尺寸的不确定性，这个值非常接近每秒299，公里的现代值。

十六世纪初，伽利略是第一个尝试测量光速的人。伽利略和一个助手各自站在不同的山顶上，他们之间有一段已知的距离，他们的计划是让伽利略打开灯的挡光板，然后让他的助手看到伽利略发出的光的同时也打开他手里灯的挡光板。

伽利略利用山顶之间的距离并用脉搏作为计时器，计划测量光速。他和他的助手用不同的距离尝试了这个方法，但是不管他们相距多远，他都无法测量光传播的时间。伽利略得出结论，光速太快，用这种方法是无法测量的。他是正确的。我们现在非常精确地知道光速，如果伽利略和他的助手在相距千米的山顶上，光从一个人传播到另一个人需要花费秒的时间。所以伽利略无法用他的脉搏来测量光速是可以理解的！

1 关于光速； 真空中的光速是最古老的物理常量之一。伽利略曾经建议，使光行一段千米的路程以测定其速度，但因所用的设备不完善而未成功。 1676年，丹麦天文学家罗迈第一次提出了有效的光速测量方法——利用木星卫星的成蚀。惠更斯根据罗迈提出的数据和地球的半径，第一次计算出了光的传播速度约为200000千米/秒；1728年，英国天文学家布拉德雷得出光速为310000千米/秒；1849年，法国人菲索测得光速是315000千米/ 秒；1850年，法国物理学家傅科测出光速是298000千米/秒；1874年，考尔纽测得光速为299990千米/秒。接下来以光速测定为终身目标的是迈克耳孙 迈克耳孙1873年毕业于美国海军学院，并留校教物理和化学。大约在5年后，开始进行光速的测量工作，随后游学欧洲，在德国和法国学习光学。回国后离开海军成为凯斯学院物理学教授。迈克耳孙因为精密光学仪器和和借助这些仪器进行的光谱学和度量学的研究工作作出的贡献获得1907年的诺贝尔物理学奖。 迈克耳孙自己设计了旋转镜和干涉仪，用以测定微小的长度、折射率和光波波长。1879年，他得到的光速为299910±5千米/秒；1882年，他得到的光速为299853±6千米/秒。这个结果被公认为国际标准，沿用了40年。迈克耳孙最后一次测量光速在加利福尼亚两座相差35千米的山上进行的，光速测量精确度最后达到了299798±4千米/秒。他就在这次测量过程中中风，于1931年去世。 在激光得以广泛应用以后，开始利用激光测量光速。其方法是测出激光的频率和波长，应用c=λν计算出光速c，目前这种方法测出的光速是最精确的。根据 1975年第15届国际计量大会决议，把真空中光速值定为c＝299 792 458米／秒。在通常应用多取c=3×10^8米／秒。 2 关于电的速度： 光的传播速度就是光子的移动速度，而电的传播速度是指电场的传播速度（也有人说是电信号的传播速度，其实是一样的），不是电子的移动速度。导线中的电子每秒能移动几米（宏观速度）就已经是很高的速度了。 电场的传播速度非常快，在真空中，这个速度的大小约为接近于光速 。“电”的传播过程大致是这样的：电路接通以前，金属导线中虽然各处都有自由电子，但导线内并无电场，整个导线处于静电平衡状态，自由电子只做无规则的热运动而没有定向运动，当然导线中也没有电流。当电路一接通，电场就会把场源变化的信息，以大约光速的速度传播出去，使电路各处的导线中迅速建立起电场，电场推动当地的自由电子做漂移运动，形成电流。那种认为开关接通后，自由电子从电源出发，以漂移速度定向运动，到达电灯之后，灯才能亮，完全是一种误解

把前辈的论文拿来总结看摘要就OK开题报告就可以搞定了要是想继续写论文就不能只看摘要了细节性的东西不够用了我从事论文写作九年之久经验丰富要是需要写作可以帮你你噢但是你自己应该可以完成的可以省点经费哦开题报告其实就是对你论文的一个概述没那么难的