作为物理量距离长度的单位,米的由来十分曲折复杂,从来没像确定一天24小时的时间那样让人省心过。每个历史时期的各个国家地区都有各自对于距离长度表述的单位。我国古代有里丈米尺寸毫,但地区间的长度并不一致且换算非常麻烦。秦始皇统一中国后制定了全国一致的度量衡才暂时解决了这个问题。
国际上在1875年,由法国政府牵头制定了米制的国际标准,此时将米定义为穿过巴黎的子午线从赤道到北极点的一千万分之一,总算找了个比较稳定的数据作为全球公认的标准,还制作了铂金的米原器供全世界引用。后来精确测定光速时所用的米的长度也是这个米原器提供的。
光速的测量同样也来之不易,在17世纪之前,人们认为光速是无限的。也难怪,那时的人最远的活动范围不过几百上千公里,在这样短的距离上,光的瞬间到达在那时的人们看来是不需要时间的。
但在伽利略等高人看来,光还是应该有些速度的,并实际进行了测量,但鉴于落后的器材和有限的理论,伽利略没能得出有意义的光速数据。
随着天文科学的不断进步,人们对于太阳系行星的观测使得光速的测定变得更为迫切和简单。巴黎天文台的丹麦籍工作者罗默经过长期观测,预言光速大于地球直径/秒,为什么没有准确数值,因为当时他是根据日蚀得出的结论,只能大概定性,这也很不容易了,毕竟是在近400年前的1670年左右。从罗默开始,各国的科学家都纷纷开动脑筋,想出各种办法来测量光的速度。比较精确的有1850年法国傅科的旋转镜子法,1951年贝奇斯伟德用克尔盒法测出光速为299793Km/S,已十分接近现代成果,只是精确度稍差。1950年,艾森用谐振腔和波长为10cm的电磁波将光速精度提高到了299792.5±1km/s。
随着激光在上世纪70年代从理论变为了现实,1970年,美国国家标准局和国立物理实验室首次采用频率稳定单一相干性非常好的激光测定光速,精度大大增加。鉴于使用激光测量所得到的光速精度非常高,已可满足各学科的使用要求,1975年的第十五届国际计量大会将光速确定为299792.458±0.001Km/s,沿用至今。
经过长时间多频次的测定,光在真空中的速度十分稳定,所以作为距离的基本单位米,也以光速为基准在1983年进行了重新定义。大家看明白,只是重新定义,与测定光速时所使用的米代表的实际距离相差无几,只是作为基准的光速比子午线还要可靠而已,毕竟实物制作的米原器还是有接近0.1微米的误差的。
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