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光速

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大家好，这里是【射频学堂】

今天讨论一个有趣的话题——光速。

我们都知道光速=299,792,458米/秒，我们常用3x10^8米/秒来近似。这个在我们射频人的工作中比较重要，我们经常会用到下面这个公式来计算电磁波的波长。

这里有个小疑问，光速的值是怎么来的呢？这么快的速度怎么测试呢？

这一段历史我们一起先来回顾一下。

最开始的时候，人们认为光速是无限大的，因为我们睁眼就能看到光，直到1676年丹麦的天文学家Ole Rømer推翻了这个结论。法国物理学家Armand-Hippolyte-Louis Fizeau是 1849 年第一个成功进行地面测量的人，他沿着一条 17.3 公里的往返路径穿过巴黎郊区发送光束。在光源处，出射光束被旋转的齿轮截断；光束在返回时被齿圈遮住时测量的车轮转速用于确定光束的传播时间。Fizeau 报告的光速与目前公认的值仅相差约 5%。1849 年，Armand Fizeau 通过一个旋转的齿轮发送光脉冲。另一边的远方镜子通过轮子的缝隙将脉冲反射回来。通过以一定的速度旋转轮子，每一个穿过间隙的光脉冲都会被下一个轮齿挡住。知道到镜子的距离和轮子的旋转速度使 Fizeau 获得了最早的光速测量值之一。

一年后，法国物理学家Léon Foucault将该技术的准确度提高到约1%。美国物理学家 A.A. Michelson在 1870 年代后期为测量光速设定了早期标准，确定了现代值的 0.02% 以内的速度。

由于爱因斯坦的工作，光速被认为是自然界的基本常数。它的意义远比它在描述电磁波特性方面的作用更广泛。它作为单一的限制速度在宇宙，是上结合于传播的信号速度和所有物质粒子的速度。

光速的测量在 20 世纪不断改进，最终达到了受长度和时间单位定义限制的精度——米和秒。1983 年，第 17 届度量衡大会将光速确定为一个定义的常数，恰好为每秒 299,792,458 米。

所以呢，光速最终还是作为一个基本物理常数来用的，这个时候“米”就成了光速的延伸单位：1米等于光以 1/299,792,458 秒为单位传播的距离

大自然就这么神奇，光速这个物理常数就这么零不零整不整的存在着，并且影响着万物。

更巧妙的是，当麦克斯韦整理好方程组之后，经过数学推导，发现真空中电磁波的速度和光速是同一个值，这就为统一光和电磁波埋下了理论基础。

下面这张频率和波长的对应关系图送给大家，对设计有帮助。

注释：【射频学堂】转载，原创的所有文章皆归原作者所有，分享旨在学习，如有异议，请联系射频学堂删除或者更改。祝您在射频学堂，学习多多，收获多多！

来源：射频学堂

著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载

首次发布时间：2023-03-14

最近编辑：2年前

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