光速是基本自然常數之一-光速的測量原理
光速是較重要的基本自然常數之一。傅科(Foucalt)和
斐索(Fizeau)的測量結果表明,空氣中的光速大于水中的光
速,這肯定地支持波動說而反對粒子說。再有,對靜電和電磁
單位進行比較所得出的測量結果顯著地接近光速的值。這個
結果證實了麥克斯韋關于光是一種電磁擾動的傳播的結論。
較后,相對性原理賦予光速以更大的重要性,因為它的基本假
定之一就是在各種可能的條件下,這種光速是不變的。
在測量上的第一次嘗試是伽利略做出的。兩個相隔數千
米的觀察者都帶著信號燈,這些信號燈可以被一個可移動的
屏遮住或暴露出來。第一個觀察者先露出他的燈光,而第二
個觀察者在看見來自第一個觀察者的燈光的那一瞬間露出他
的燈光作為回答。如果在第一個觀察者露出燈光和他感覺從
第二個觀察者那照射出的信號之間有一個時間間隔。(這里
忽略了感覺與動作之間的遲誤),用距離除以時間就得出傳播
速度。
甚然,這個時間間隔要用如此不完善的設備來衡量是太
小了。這個方法的原理是正確的,這一點仍然具有值得注意
的價值,并且由幾乎是直覺的改進,導致了眾所周知J:j9斐索方
法。第一點改進顯然應該是用一面鏡子來代替第二個觀察者。
第二點改進是用一個具有一系列等距離孔的快速旋轉的屏代
替一個單個的屏來擋住或露出光線。
光速的第一次實際的測定是在1675年由羅曼(RSmer)
進行的,這是他觀察木星的第一穎衛星的蝕得到的結果。在
幾乎相等的時間間隔里重復出現的這些蝕可以計算出來,并
且羅曼發現這些觀察和計算的結果表明了年度的差異。這個
蝕在地球離木星較遠的時候比離木星較近的時候要遲16分
26秒+。羅曼正確地把這個差值歸之于光通過地球軌道所需
要的時間。如果認為這個距離是三億千米而時間間隔是一千
秒,則光速的值就是每秒三十萬千米。
測定光速的另一個方法是由布拉德利(Bradley)提出的。
他在1728年宣布了一個在1亙星的平均位置方向上的表觀的
年度偏差,他把這稱為“光行差”。一個與地球運動軌道成直
角方向的星顯現出其運動方向偏離20”445的角度。布拉德
利把這個偏離歸之于有限的光速。