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科学史-物理学编年史-72斐索齿轮测光速

已有 1803 次阅读 2023-1-10 06:34 |个人分类:科学史-物理学编年史|系统分类:科研笔记

科学史-物理学编年史-72斐索齿轮测光速

时间：公元1849年。

阿曼德·斐索，1819年9月23日生于巴黎，卒于楠特伊勒欧杜安。早年在法国斯塔尼斯拉学院攻读医学，后转入法兰西学院学习光学。1863年任巴黎综合工科学校教授。1860年被选为法国科学院院士，1878年任物理学科的副主席。1866年英国皇家学会授予他伦福德奖章。1875年任英国皇家学会的国外会员。

1844～1847年与傅科一起发现红外波段的夫琅禾费衍射线。1849年9月斐索利用旋转齿轮机构，在实验室中测定了光速。其数值约为3.15×108米/秒，这是第一次在地球上测得比较正确的光速数值。

斐索和傅科合作开创了天文照相术，用溴替代达盖尔照相术中的碘，从而改善了达盖尔照相术。1845年他们第一次摄得清晰的太阳表面像。用分光仪观察了天体光谱，又使用起偏振器从而独立地发现光波的多普勒效应。根据这一效应可用来测定天体的视向速度，因此又称为多普勒–斐索效应。

在1845～1849年间，斐索和傅科用干涉仪发现太阳光红外一端的不可见辐射和可见光服从同一规律，1852年研究了测定固体膨胀系数的方法，测量球直径的干涉法，设计了感应线圈、干涉谱仪和膨胀计等仪器。

1850年5月他又利用这一实验方法，测定了光在水中的速度，并证实了光在水中的速度小于光在空气中的速度，这成了光的微粒说与波动说之间决定争论胜负的判决性实验，在历史上对光的波动本性的确立曾起过很大的作用。1851年斐索测量了运动介质中的光速，证实光要部分被运动介质曳引，肯定了菲涅耳关于光被其传播介质部分曳引的说法。这曾激发起A.爱因斯坦对狭义相对论的研究。

菲索第一次在地面上设计实验装置来测定光速。他的方法原理与伽利略的相类似。他将一个点光源放在透镜的焦点处，在透镜与光源之间放一个齿轮，在透镜的另一测较远处依次放置另一个透镜和一个平面镜，平面镜位于第二个透镜的焦点处。点光源发出的光经过齿轮和透镜后变成平行光，平行光经过第二个透镜后又在平面镜上聚于一点，在平面镜上反射后按原路返回。由于齿轮有齿隙和齿，当光通过齿隙时观察者就可以看到返回的光，当光恰好遇到齿时就会被遮住。从开始到返回的光第一次消失的时间就是光往返一次所用的时间，根据齿轮的转速，这个时间不难求出。通过这种方法，菲索测得的光速是315000千米/秒。由于齿轮有一定的宽度，用这种方法很难精确的测出光速。