光速及光速的測定會考物理輔導
發現光以有限速度傳播,是17世紀的一個偉大成就。伽利略首先認識到這個問題,並試圖測量光的傳播速度,但沒有成功。丹麥天文學家羅默則用天文觀測的結果證明了光是以有限速度傳播的。他曾長期觀察過木星的衞星(木衞一)食的現象,發現在一年中各個不同的時期裏觀察到的衞星食的週期並不相同。當木星的視大小變小(即地球距木星的距離增大)時,觀測到的衞星食的週期大於平均值;當木星的視大小變大時,觀測到的衞星食週期小於平均值。考慮到木衞的實際運動,極少可能有這種不均勻性,觀察到的現象只能證明光速有限的假設。因為,當地球與木星的距離逐漸增大(減小)時,來自木星的任一光信號到達地球時要比前一信號多(少)走一段距離。1676年,羅默從他的觀測結果中推出,光穿過地球軌道直徑需要22分鐘。也就是説,從地球位於距木星最近T點觀測到的木衞食的時刻推算出的半年後地球位於距木星最遠的T′點應該發生的衞星食的時刻,要比實際觀測到的結果早22分鐘(參看圖1-3,根據現代觀測,這個值為994±2秒)。
由於當時尚不知道地球軌道大小的準確數值,而且羅默的觀測也不夠精確,所以沒有可能求出光速的精確值來。後人用相同的方法進行測量,根據地球軌道半徑為1.497×108千米,得到的光速為C=(3.010±0.06)×105千米/秒。
1849年法國學者斐索第一個在地面上測出了光速。他用的裝置如圖1-4所示。
光從光源S發出,經玻璃片K表面反射後,通過靜止齒輪A的齒間空隙,經過相當長的距離(約幾千米)後,從平面鏡Z反射回來,再經齒輪A的齒間空隙,透過玻璃片到達觀察者的眼中。現在使齒輪開始轉動,並且逐漸加快轉速,就會出現從齒隙0穿過的光線,反射回來時又被齒b擋住……。從而使觀察者始終看不到Z反射回來的光。當然轉速再加快,由齒隙0過去的光反射回來時剛好由齒隙1通過進入人眼,而由齒隙1穿過的光反射回來時又剛好從齒隙2通過進入人眼,人又可以見到Z的反射光了。知道了A的齒數、齒輪的轉速以及AZ間的距離,就可算出光速了。例如:AZ間距離為8.6千米,A有720齒,第一次見不到Z的反射光的齒輪轉速為12.6轉/秒。齒a轉到隙0,即轉過半個齒間距離
×720×12.6千米/秒=3.12×105千米/秒。當時斐索測得的光速為3.16×105千米/秒。
1851年傅科又設計了另外一種方法旋轉鏡法測定了光速。1927年邁克耳遜又改進了前人的裝置。採取旋轉八面鏡的方法,很大地提高了測量的準確度。
【例1】 ?如圖1-5所示,A是直徑為10cm的發光球,B是直徑為5cm的遮光板,C為光屏,三者中心共軸。AB之間相距20cm。當C離B為多遠時,B在屏上的本影消失只有半影?這時半影球的半徑是多少?本影可取得的最大直徑是多少?
【思路分析】?由光的直線傳播規律畫出遮光板B的本影區和半影區,本影區的長度可由幾何知識求出,半影環的.半徑也可由相似三角形知識求出。
【解題方法】光的直線傳播和幾何知識。
【解題】由題意作出示意圖如圖1-6
有半影
由ΔAPO~ΔBQO,
當光屏從O點向右平移時,屏上本影消失而只存在半影。當光屏從O點向左平移時,屏上本影區增大,當屏靠至B時,本影可取得最大直徑5cm。
【例2】 ?一人自街上路燈的正下方經過,看到自己頭部的影子正好在自己腳下。如果人以不變的速度v朝前走,則他頭部的影子相對於地的運動情況是
A.勻速直線運動; ?B.勻加速直線運動;
C.變加速直線運動; ?D.曲線運動。
【思路分析】本題考查的主要是光的直線傳播和運動學的有關知識。該題易犯的錯誤是僅憑主觀想象進行猜測:認為人是勻速運動的,而人運動得越遠,人的影長越長,所以頭影的運動應該是加速的,而勻加速很難保證,於是認為應是變加速直線運動,而錯選C答案。
正確的思路應是根據光的直線傳播和幾何知識,先確定任意時刻人頭影的位置,再應用運動學知識推導其位移或速度表達式即可得解。
【解題方法】光的直線傳播規律,幾何知識和運動學知識的綜合應用。
【解題】設燈高SO=H,人高AO=h。當人從S正下方向右勻速運動時,在t秒末、2t秒末、3t秒末、……?nt秒末,A點分別位於A1、A2、A3、……An處;A點的影子的位置分別位於C1、C2、C3、……Cn處,如圖1-7所示。因人做勻速運動,故有
AA1=A1A2=A2A3=……=vt
由幾何關係可得
因為H、h、v均為常量,
所以,影子做勻速運動,
相關文章
-
推薦會考物理複習知識之光速
春節的時候人們往往都會吃大魚大肉,而連續吃那麼多多天的油膩食物容易讓我們發胖。那麼有哪些比較刮油減肥的食物呢?下面給大家介紹春節刮油減肥食物,供大家參考。茶茶中含有大量的食物纖維,而食物纖維不能被消化,停留在腹 -
用分光計和透射光柵測光波波長物理實驗報告
【實驗目的】觀察光柵的衍射光譜,掌握用分光計和透射光柵測光波波長的方法。【實驗儀器】分光計,透射光柵,鈉光燈,白熾燈。【實驗原理】光柵是一種非常好的分光元件,它可以把不同波長的光分開並形成明亮細窄的譜線。光柵分 -
2017備戰會考物理:聲與光的指導
看似用相機濾鏡處理過的特殊畫面,其實都是日本藝術家奧下和彥(KazuhikoOkushita)的插畫作品。他擅長以一筆作畫,並樂於挑戰各種高難度主題,例如「一筆畫完犀牛透視圖」、「一筆畫完樹下的少女圖」或是「一筆畫出整間教室」 -
用光入門 淺談攝影中倫勃朗光及布光方式
任何成就的背後都必須努力,只要我們努力,就會獲得成功。以下是小編為大家精心推薦的成功的背後作文500字,希望你會喜歡。成功的背後作文500字篇一我想,每個人都應該有過成功,雖然成功了之後十分喜悦與開心,但是成功的背後,一 -
人像攝影中的測光與曝光
大家在人像拍攝過程中可能會發現有些照片上臉部陰暗、曝光不足,或者整個畫面模糊一片等等諸多問題。別灰心,本章就是要幫大家解決這些問題,讓我們來討論測光與曝光值的設定.....測光通常人像拍攝,測光是測在臉部,甚至更嚴 -
會考物理輔導:三招戰勝會考物理無壓力
九年級化學教師期末工作總結【一】中學化學教學是化學教育的啟蒙和基礎階段。它不僅能為學生升入高中學習奠定基礎,也能為學生解決處理一些生活實際小問題。在本學期中,我針對自己的教育教學工作的得與失,現總結如下:一、一 -
快速設定光圈快門ISO技巧
ISO相關經驗《攝影技巧:快速學會設定光圈快門ISO》。本文熱點:1分鐘,學會,設定,光圈,快門,ISO,選定,拍攝,模。在選定拍攝模式後,我們便可以考慮怎樣設定「光圈、快門、ISO」了!當中的概念並不複雜,讓筆者分享一下其思考 -
考前指導:會考物理輔導
八年級物理是學生學習的一個新的起點,對學生日後的學習與發展起着至關重要的作用。今天本站小編為大家精心挑選了關於八年級物理教研工作總結的文章,希望能夠很好的幫助到大家。八年級物理教研工作總結篇一緊張忙碌的一學年即 -
高一物理期末考試用打點計時器測速度的知識點
一、練習使用打點計時器電磁打點計時器是一種使用低壓交流的計時儀器,其結構如圖所示。它的工作電壓是4~6V。電源頻率是50Hz時,它每隔O.02s打一個點。電火花計時器是利用火花放電時在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時儀 -
物理《速度改變快慢的描述加速度》教學設計
知識目標1、知道加速度是描述速度變化快慢的物理量,是矢量.2,理解加速度的定義,會用公式 解決有關問題,能區分 ,知道加速度的國際單位制單位是米每二次方秒( ).3、知道勻加速直線運動的加速度a與速度v方向相同;勻減速直線運動的