光学常识-光速的测定以及光的反射定律
光速的测定
1. 伽利略等人利用远距离测量光的速度,但却无法测得,于是推论光速为无穷大。
2. 1675年,隆美耳由木星的月蚀週期,观测出光速并非无穷大。
3. 1849年,菲左以下列装置测量光速
原理:光由S出发,经由半透镜m,一半透射(无用),一半反射向齿轮F,经过齿轮缝隙之后,射向平面镜M,
在完全反射回来,经过F、m及一凸透镜到达眼睛,若光行进的时间恰为齿轮转一格的时间,则可由此得到光的速度。
计算:齿轮转速:f转/秒
齿轮齿数:n齿/转
fn:齿/秒(频率)
1/fn:秒/齿(週期)
光速:m/s
测得光的速度为3.13×108公尺/秒。
4. 1850年,富可以动镜代替菲左的齿轮。
5. 1926年,迈克生以八面稜镜的转动精密测量,测得光在真空中的速度为
6. 近来光速的测定有很大的进步,测得光在真空中的速度为
7. 光速的特性如下:
a 光在真空中的速度与颜色(频率)无关。
b 光在介质中速度较真空中为小,且与颜色(频率)有关。
光的反射定律
1. 光的路径必须遵守反射定律:
a 入射光与反射光及法线位于同一平面上
b 入射角与反射角相等
2. 费玛原理:光之行进必选择费时较短的路径
3. 利用费马定理证明反射定律