【1秒等于多少ms】我们究竟该如何测量光速？看看科学家怎么说

问题：科学家如何测量光速？

那么科学家们是如何测量光速的呢？科学家不是这样的。

这个数据百分百准确，并且没有任何测量错误。但是，Jack说的到底是怎样得出的一个数据？因为我们知道那是准确的数据，是被定义的数据，然后我们再次得出数据（在一定时间内，一定数量的铯-133原子的辐射能量在超高精度地转化后消失），从那里我们定义了公尺（现在的米）。所以说，需要去做的测量只是一公尺有多远而已。

我们将光速定义为固定数值，因此所有的测量人员都可以用它来定义自己测量的长度尺寸。测量光速，需要外部的定义，也就是一米有多远，直到大约1970年，才真正有个界定，实想用这个外部距离定义来测量光速，是很容易实验的，你只需要对着镜子释放一束光脉冲（释放时刻设为t=0），直接测量返回时所用的时间。这是雷达和声呐技术的原理（只需接收，就可以测出距离和速度）。

这里有一些背景知识：

公尺最初是在大约1799年定义的，他被定义为赤道和极点距离的1⁄10,000,000，从1889年起，“公尺”被定义为一根铂棒的长度，它被放在巴黎的一个拱顶上。

从这一个米的定义（和第二个旧的定义），我们测量（使用镜像计时方法，或基于天文观测）光的速度大约为299792458，加上非整数位，以及来自测量误差的误差条。

最终，我们意识到，有一个米定义的东西，只有一个有点让人摸不着头脑。因此，我们试图用一种任何人都可以复制的方式来定义它，而不必提及“标准物体”，因此，我们使用光速重新定义了仪表。

如今官方定义为：1⁄299792458，即光一秒内在真空中传播的距离。用铯定义秒，因此，这与将光的速度定义为上面给出的数字完全等价。我们选择了这个数字（而不是像300000000这样更方便的数字），因为这个数字改变了米的定义，只改变了百分之零点几，但整数y使一切都变得美好。使用这个定义的一个结果是，任何测量光速的尝试都是周期性的；必须使用“米”在某个依赖光速的点上来测量光速。因此，当你“测量”光速（真空中）时，你现在实际做的是“测量你的测量仪器有多精确”。

科学家究竟如何测量光速？

真空中的光速为每秒299792458米（约3×108M/s，或30 000公里/秒（186万英里/秒）），是一个普遍的常数。我们可以用许多方法来近似这个常数，并且根据选择的方法可以改变接近实际值或不确定度的程度。以下是基于结果不确定度的方法列表，按降序排列。

天文测量：这是在1600年后期首次使用的方法，以地球和太阳之间的距离来定量测量光速，因为这只是一个近似值，结果是光从太阳到地球需要22分钟。这使得光速为2.2×108m/s，比实际值低26%。

飞行时间技术：在这种方法中，一个测量光束到达两个放置在远处的镜子（在希波利特·菲佐的实验中是8公里）和中间的旋转齿轮所需的时间。该方法得到的光速值为3.15×108m/s。

空腔共振：在这种方法中，我们使用频率和波长之间的简单物理关系来测量速度（关系为c=fλ），但对于该波长或频率，应首先知道。如其他答案所述，微波炉的方法属于这一类。由埃森-戈登史密斯公司进行的实验结果表明，速度为2.99792±9×108m/s，误差为1.400969-6。

图解：通过观察木星掩食木卫一的时间来判断光速

干涉法（使用激光）：激光是相干光源，在测量光的速度方面具有最高的精度。美国国家标准与技术研究所于1972年采用该方法测量真空中的光速，不确定度为3.5×10-9。

图解：干涉测量法的原理。左：相长干涉；右：相消干涉

在所有这些不同的方法中，人们可以简单地看一下麦斯威尔（在他的1861篇论文中）给出的电磁波方程（光是一个方程）给出的值。c=1ε0μ0√=2.998×108m/s。

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. forbes-墨舒寒

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