光速是多少「光速是3乘以10的多少次方」

如果要问自然界最快的速度是什么? 大家应该都知道是光速。但是光速到底是多少呢,大部分人的答案肯定是3乘10的8次方m/s。并且也不知道光速到底是怎...

如果要问自然界最快的速度是什么？大家应该都知道是光速。但是光速到底是多少呢，大部分人的答案肯定是3乘10的8次方m/s。并且也不知道光速到底是怎么算出来的。今天我们就来好好聊一聊光速。（文章最后有我个人对文章重点的总结，赶时间的话可以直接跳到最后面看总结。）

首先我们来看看光速的定义是什么，光速指的是光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。注意，光在真空和介质两种情况下传播的速度是不同，即使是光可以通过介质，光传播的速度也会减慢，甚至被削减。所以自然界最快的速度应该是光在真空中传播的速度。而3乘10的8次方并不是最准确的光速数值，光速最准确的数值是299792458m/s。当然，一般情况下，我们并不需要那么准确的数值，但如果要精准计算的时候，这差了这一点点可能就会偏差非常多。

那么光速到底是怎么得出来的呢？古人认为光速是无限大的。毕竟光给人感觉瞬间就可以到达，谁又会想到光是有速度限制的呢。当然以前的思想没有现在那么先进，科技也没有现在这么发达。可能有人会有过思考，但是他们也没办法去计算。

第一个想要去测光速的人就是以失败告终的。这个是伽利略，他让人在相距约一公里的两座山上。两个人各自手持灯笼，一方掀开遮住灯笼的布，另一方在看到灯笼发出的光后马上也掀开遮住灯笼的布。通过计算这个时间间隔从而得出光速。不过伽利略没有把人的反应时间考虑进去，并且光速太大，相隔一公里的时间间隔太短。

这种困境一直到1676年才被打破，丹麦天文学家O.C.罗默利用木星卫星的星蚀时间变化（卫星蚀法）证实光是以有限速度传播的。他观察到木星每隔一定周期就会出现一次卫星蚀。而这个周期时间，当地球背离木星运动时，要比地球迎向木星运动时要长一些。只有光速有限才会有这样的观测结果。为了取得可靠的结果，罗默一整年都在观测，最终通过观察从卫星蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速。

不过这时求出的光速只有214300km/s。虽然不准确，但这是人类历史上第一次测量光速。不准确的原因并不是方法不对，而是在计算中所使用的地球轨道半径，那个时候人们还不知道准确数值。所以因为这个不准确而到导致了光速的不准确。后来人们在知道准确的地球轨道数值的时候，就得到比较精准的光速（299840±60km/s）了。

在1727年，英国天文学家J.布莱德雷利用恒星光行差现象估算出光速值为303000km/s。光行差是指运动着的观测者观察到光的方向与同一时间同一地点静止的观测者观察到的方向有偏差的现象。布莱德雷用一年的时间观察恒星，最终计算出了光速，但是因为地球在公转，所以数据最终也不是最准确的。

以上两种方法都是通过对天体的观察来计算出光速。这两种方法始终没有那么准确。直接进行光速测试和计算的实验直到1849年被法国物理学家斐索提出，旋转齿轮法。这是一种让光通过转动的齿轮，定期遮住光线，射到后方镜面的方法，不过这种方法算出来的结果还没有前两种方法所得到的数值精准。

在1851年，法国物理学家傅科用高速且均匀的镜面来取代齿轮，把旋转齿轮法变成了旋转镜法。这个改变，使得光速最终测为298000±500km/s。后来，波兰裔美国藉物理学家迈克耳孙把前人的两种方法结合起来，创造了旋转棱镜法。这种方法，大大提高了光速测得的准确度。在1926年，当时光速最精准出现，299798±4km/s。

后来由于电子学的发展，更多测光速的方法被创造出来，克尔盒、谐振腔、光电测距仪等方法，比直接用光学方法又提高了一个数量级。当镭射器被发明出来后，更是大大降低光速测量的不确定度。最终在1983年第十七届国际计量大会上，真空中的光速被定为精确值，也就是299792458m/s。

至此，自然界中最快的速度被确定。在科学发展，光速起到非常重要的作用。其中最让平常人关注的应该莫过于爱因斯坦所说，当可以超过光速的时候，我们将可以穿越时空。不过目前为止，超越光速是不可能的。因为当速度越大，动质量将随着速度的增大而增大。所以只有没有质量的光子才有可能达到光速。其他有质量的物体，哪怕是一点点，都会在接近光速的过程中变得非常重。