16. 伽利略在17世纪进行了世界上第一次测量光速的尝试。甲、乙两人站在相距1.5 km的两座山顶上,每人手中提一盏灯。实验时,甲先打开灯,记下开灯的时间,当乙看见灯光时立即也打开灯,把光信号传播回来。当甲看到乙返回的灯光时,再记下时间,这段时间是光在两座山顶间往返的时间,即光传播3 km需要的时间。但这个实验以失败告终,请你分析失败的原因。
答案
解:
光传播的总路程s=3km=3000m,
取光速v=3×10⁸m/s,根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,可得光在两山顶间往返的传播时间:
$t=\frac{s}{v}=\frac{3000\ \mathrm{m}}{3×10^8\ \mathrm{m/s}}=1×10^{-5}\ \mathrm{s}$。
该时间极短,远小于人正常的反应时间,人无法精准测量出这么短的时间,实验中测得的时间实际是甲乙两人看到灯光后操作开灯的反应延迟之和,远大于光真实的传播时间,无法得到准确的光传播时间,因此实验失败。
光传播的总路程s=3km=3000m,
取光速v=3×10⁸m/s,根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,可得光在两山顶间往返的传播时间:
$t=\frac{s}{v}=\frac{3000\ \mathrm{m}}{3×10^8\ \mathrm{m/s}}=1×10^{-5}\ \mathrm{s}$。
该时间极短,远小于人正常的反应时间,人无法精准测量出这么短的时间,实验中测得的时间实际是甲乙两人看到灯光后操作开灯的反应延迟之和,远大于光真实的传播时间,无法得到准确的光传播时间,因此实验失败。
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