小牛和惠更斯计算出来的光速数值,在很长的一段时间内都被视作权威。
这种情况直持续到了1849年。
当时一个叫做阿曼德·斐索的科学家受阿拉果启发,想出了一个精密的实验,从而打破了这个‘权威’:
他设计了一个齿轮,将它放在了光源和镜子之间。
当齿轮不动的时候,从光源发出的光从齿轮的缝隙中穿过。
在经过镜子反射之后,又会穿过同一个缝隙被观测者观察到。
当齿轮开始转动并达到一定的转速之后,光线在返回时,原先的齿缝刚好转过。
光线就会打在齿轮上而无法被观测。
如果继续将齿轮的转速加快,此时光线就会穿过下一个齿缝再次反射回来。
整个过程不需要考虑人的视觉反应速度,只需要知道齿轮的齿数、转速以及观测者与镜子之间的距离,就可以计算出光速。
不过受工艺影响,这个方法还是有点问题。
毕竟是在用齿轮遮挡光嘛,导致最终测出来的光速大概有5%左右的误差。
所以后来的傅科——也就是搞出傅科摆的那位大佬,他想了想,就把齿轮改成了旋转镜。
同时在流程上又进行了部分优化,将精度锁定到了28.9万公里。
等到了迈克尔逊时期,他便又换成了八面镜,使得精度再一次得到了提高。
徐云在图书馆查资料的时候曾经发现。
副本中由于世界线变动的缘故,给阿曼德·斐索启发的阿拉果并未提出测光的思路,他在大学毕业后便一头扎进了波动说的怀抱。
自然而然的。
阿曼德·斐索也就没有在一年前完成自己的齿轮测光实验。
齿轮测光都尚且没有,就更别说傅科了:
傅科比斐索大概晚一年半完成了旋转镜测光,傅科的灵感正是源自斐索的论文。
所以在图书馆的时候,徐云就已经做好了预案,准备将光速测量作为一个切入点。
只是没想到,这个机会会来的如此之快。
当然了。
或许有同学会问:
不对啊。
迈克尔逊的精度不是更高吗,为什么不用八面镜呢?
原因很简单,说到底就两个字:
场地。
你别看斐索测光的步骤好像很简单,示意图上的距离似乎很短。
实际上由于光速实在太快,齿轮根本挡不住光线,斐索的实验一开始是失败的。
他只能不断延长实验距离和齿数,以及提高齿轮的转速,希望能挡住反射回来的光线。
后世网上能找到斐索测光的图示,看起来距离好像很短,但实操中的光路达到了8633米。
至于八面镜嘛......
不好意思。
22英里,多来两个都能去伦敦了。
因此几经思考之下。
徐云最终选择了傅科发明的旋转镜测光法。
其实旋转镜测光法的光路最短可以缩减到20米左右,但徐云为了能让实验更具热度,便选择了五公里这个剑桥大学能腾的出来的数值。
在20米的场地内做实验,和在五公里的场地内演示,吸引来的观众完全将是两个概念。
反正光路和旋转镜转速是符合正相关的,光路一长,对应调整好转速就完事儿了。
当徐云来到场地边上时。
法拉第正与斯托克斯一起站在操作台边,皱着眉头,沉默不语。
他们的表情带着明显的疑惑,但也隐约可见少许的明悟,似乎将将触碰到了某些边界一般。
徐云见状走上前,对着几位大佬依次打招呼:
“阿尔伯特陛下,惠威尔院长,法拉第先生,斯托克教授,晚上好。”
“嗯?”
发觉徐云出现,法拉第顿时像是读者见到了作者更新一般,一把将他拉到了身边:
“罗峰同学,你这套设备的思路是什么?快和我详细说说!”
见此情形。
徐云尚且未作表示,一旁脸色始终有些紧绷的威廉·惠威尔,心头不由微微一松。
威廉·惠威尔虽然发明了‘科学家’这个词,不过他本身的主攻方向还是在哲学领域。
他在物理这块的知识虽不算一无所知,却也相对有些贫瘠。
因此他虽然全程参与了这套设备的准备过程,心中却始终没有底。
但从法拉第的这番话来看......
徐云准备的这套设备,似乎还真有些说头?
徐云的手腕被法拉第拽的有些疼,不过他也不好意思让对方松手,只好沉吟片刻,对法拉第说道:
“法拉第先生,这套设备是肥鱼先祖设计的光速测量体系,叫做旋转镜测光法。”
接着他又一指斜对面的旋转镜,解释道:
“首先呢,光源处开始打光,调整旋转镜的位置,让它能将光源的光正好直射到五公里外的凹面镜圆心。”
“这样一来,这段光会先到达凹面镜,然后返回到旋转镜。”
“回射的光经过旋转镜折射,会打到我们身边的成像板上。”
“我们只需逐渐调整旋转镜的转速,进而调整光斑的位置就行了。”
“等到光斑的位置移动到最佳,我们便可以搜集数据,开始计算光的速度。”
法拉第一边听一边眨眼,等到最后,眨眼的频率已经和振动棒似的了。
片刻过后。
他无视了身边的阿尔伯特亲王,旁若无人的走到操作台边,拿起笔和纸画起了示意图。
“光源s.....半镀银的镜面M1.....”
“透镜L....旋转镜M2.....”
“M2反射到到凹面反射镜M3.....”
随后他的笔尖顿了顿,看向徐云,问道:
“M3镜面的曲率中心在哪里?”
徐云一指旋转镜,毫无迟疑的答道:
“镜面的O轴上,3/4的位置。”
法拉第没说话,呼的一下又计算了起来:
“O轴...那就没错了,会发生对称反射......”
“s′点产生光源的像左移.....”
一旁的斯托克斯与其他几位教授见状,不由也走到了法拉第身边,讨论起了示意图。
在场的大佬们不说眼下全球顶尖,至少普遍都处于物理领域的第一梯队,能力自然是不用赘述的。
他们想不到试验步骤属于灵感问题,和理论知识没太大关系。
如今徐云将整个操作流程一公布,以他们的能力自然很快便可以分析出具体的原理了。
“.....所以反射光转过的角就是光路的近似角了?”
“不不不,应该是它的两倍.....”
“凹面镜要用高斯曲率计算吗,还是只要能形成直射就好了?”
“啊对对对!”
过了几秒钟。
斯托克斯忽然眉头一皱,提出了一个问题:
“大体思路没问题,不过全灭条件是不是要考虑一下?”
法拉第手中的钢笔再次一顿,沉默几秒钟,写下了一个公式:
4lw/c+Θ=(n+1/4)2π/n。
写完后在公式下方画了一道横:
“这个条件怎么样?”
教授们看着法拉第写出到的公式,又开始了一轮新的讨论:
“......似乎没问题,不过n的范围是多少?”
“直接用角度和角速度相比会不会更好一点?”
“好想法,不过这样一来,光路就要用2l+2d了吧......”
“为什么要用2l+2d?我们讨论的明明是反射阶段的光路好伐?,应该是2d+l!”