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作者:必威官网-上海那艾 浏览:

不要以为测试光速就一定要利用经典的υ=s/t公式必威官网使用禁忌(其中υ表示速度,s表示位移,t表示时间)。用这个来测量车辆、飞机等看得见、摸得着的玩意的速度来说,没有什么问题。但对于光这种特殊的东东,别忘记还有另外一个速度公式:υ=f•λ(其中υ表示速度,f表示频率,λ表示波长)。因此,只要找到光波的频率和波长,自然可以测算出光的速度。


不要奇怪,为什么要选择厨房做实验?这是因为厨房除了有可以发射电磁波重要设备——微波炉外,还有糖果、鸡蛋之类的实验材料。用这些东东,我们就有办法测出电磁波的波长。


在这里肯定有人有疑问:前面一直说的测量光的速度,怎么一下变成测量电磁波的速度了,难道我们在说胡话?

这可不是咱的笔误,别忘了光实际上也是一种电磁波。在同种介质中,光和电磁波的传播速度是一样的。因此,我们只要测量到电磁波的速度就是测出光的速度了。

人的眼睛是一种可以接收电磁波的特殊设备,但只能接收波长在400nm~700nm之间的电磁波,即大家可以看到的光。当然,人有不同,眼睛接收电磁波的范围也不同,有的人就能够接收380nm~780nm的电磁波。有意思的是,正常视力的人眼对波长约为555nm的电磁波(绿色光)最为敏感。知道人类为什么天生就喜欢亲近绿色的大自然了吧。除了可见光,无线电、微波、红外线,紫外线、X光、伽玛射线等都是电磁波。因此,在同一介质中,他们拥有同样的传播速度。

驻波(Standing Wave)由两个振幅、波长、周期皆相同的正弦波相向行进干涉而成的合成波。驻波上的每个质点都作简谐振动,各质点振荡的幅度不相等,振幅为零的点被称为节点或波节(Node),振幅最大的点位于两节点之间,被称为腹点或波腹(Antinode)。由于节点静止不动,所以波形没有传播,也就不能传播能量。驻波的能量只能以动能和位能的形式交换储存。


知道了原理,实验步骤就明晰了。只要打开微波炉,必威官网使用禁忌在厨房中选择一种加热后会熔化或者凝固的食物(比如巧克力、糖果、鸡蛋等),平铺在陶瓷盘子中,丢进微波炉。在30秒的高火微波之后,就可以根据食物的受热变型情况找到热点。当然,别忘记先把微波炉中负责旋转的垫圈等装置取来,因为需要将食物静止在微波炉中,才能找到热点,如果让食物旋转均匀加热,我们前期的努力都白费了。经过无数次的实验,我们发现鸡蛋清是最好的测试材料,最容易找到热点,巧克力和棉花糖也还不错,这个可以根据自家厨房实际备货来决定。

找到热点后,用尺子测量出相邻两个热点的距离(我们测量的结果为61mm)。然后将这个数字乘以2,就得到了电磁波的波长为122mm(不知道为什么要乘以2的朋友,再看看前面讲述驻波的原理部分)。最后,套用公式υ=f•λ,用0.122m乘以2450000000Hz(如果你家的微波炉符合国家标准,那么频率就是2.45GHz)就可以得到电磁波速度为298900000m/s,跟目前国际上公布的光速(299792458m/s)只有不到3%的误差。在厨房这样简陋的实验环境下,能有这样的水平已经很不错了。




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