Question

如圖所示，這是法國菲索設計的，他在世界上第一個測出了地面上的光速．光源S發(fā)出的光被毛玻璃片(也能透過光線)反射后，穿過齒輪A的齒隙(如圖中P)，然后經(jīng)過相當長的距離AB，從B處的平面鏡M循原路反射回來，仍然通過齒隙P而被觀察到．若齒輪以某一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，從P穿出的光線恰被齒1擋住，從Q穿過的光線返回時恰被齒2擋住，這時觀察者便看不到光線，如果齒輪的齒數(shù)為Z，每秒鐘轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)，AB距離為L，由這個實驗測得光速的表達式是什么？

Answer 1

答案：
解析：

要測定光速，必須測得AB之間的距離和光通過AB距離所用的時間t，而時間很短，必須通過巧妙的方式才能精確測定，這里利用齒輪轉(zhuǎn)動時，光在AB間來回傳播的時間與齒輪從P的中心轉(zhuǎn)到1的中心時間相等來精確測定時間t，這樣問題就可獲得解決． 　　因齒輪每秒鐘轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)一周用的時間為秒，齒輪齒數(shù)為Z，則轉(zhuǎn)一齒用的時間為秒；從P的中心轉(zhuǎn)到1的中心為半個齒，所以從P的中心轉(zhuǎn)到1的中心所用的時間為秒，在這段時間內(nèi)，光線通過的距離為2L，所以光速為c＝＝4nZL 　　故光速的表達式為c＝4nZL．