怎樣用一塊巧克力測量光速？︱有趣的物理學

我們都知道宇宙的極限速度為299792458米/秒，也就是我們熟知的光速！自1676年人們初次熟悉到光速是有限的速度以來，呈現了良多測量光速的方式，不僅是數學公式推導仍是嘗試測量，我們今朝已經獲得了半斤八兩切確的數值！那么我們這些吃瓜群眾有沒有法子本身測一下光速呢？也充任一次嘗試物理學家。

告訴你個好動靜，今天是時辰以科學為目標吃一次巧克力了！因為我們今天要用它來測量一下光速。

阿爾伯特·愛因斯坦是20宿世紀最精采的理論物理學家之一。他聞名的公式E=mc^2(能量等于質量乘以光速的平方)初次告訴了我們質量和能量的關系。

起首說一下，下面這個小嘗試測得的光速不是十分精確，因為嘗試過程中會呈現測量不切確的現象，可是沒關系，這個數值已經半斤八兩接近了！

我們需要的材料

溫馨提醒：巧克力需要選你喜好吃的口胃，因為嘗試竣事你要吃的（哈哈），作為你偉大嘗試當作果的獎勵！巧克力不需要太大，一塊通俗巨細的巧克力就可以了。

過程

我們要做的第一件事就是：掏出微波爐的扭轉盤，放入已經籌辦好的盤子，（目標是不讓里面的盤子扭轉）必然要注重這個盤子要可以在微波爐中平安利用。盤子上不該該有任何金屬、金屬的顏色，或廉價，輕易熔化的塑料！

在微波爐上找到標簽申明(凡是在后面)，閱讀上面的信息，找到微波頻率并寫到紙上。這個數字是以MHz為單元，凡是高于2000。將該數字乘以100000，獲得Hz，并注重它是頻率，在后面的計較中我們會用到它。

然后把巧克力放在盤子上，關上微波爐的門。設心猿意馬按時器30秒，打開微波爐。等時候走完，打開門，小心地把盤子從微波爐里拿出來。注重下：最好戴個手套，避免被燙傷！

你會注重到，巧克力并非在所有的處所都是平均融化了。上面有一些融化的點。拿起你的尺子，測量兩個熔化點之間的距離。我們的尺子都是厘米，將測得的厘米數乘以0.01獲得米，并在紙上記為λ/2。乘以2獲得波長λ

我們獲得了兩個數據：頻率（單元Hz）、波長(單元m)!

微波加熱食物的過程

微波爐用駐波加熱食物。當一個波在食物概況n/2波長之間往返反射時(n是肆意正整數)，食物就被加熱了。這時節點和波腹老是在統一個處所，所以微波爐里面都配一個扭轉盤，若是不扭轉食物就不會被平均地加熱。

食物連結低溫的處所是靜態節點。這些節點處電磁波的振幅為零。此中振幅具有最大值或最小值的處所被稱為波腹，且食物在波腹處被加熱。

在我們的嘗試中，我們把扭轉的盤子換當作了一個正常的盤子。巧克力沒有扭轉，只會在波腹處融化。

此刻我們知道了道理，獲得了數值，我們就來計較下光速。很簡的數學!

什么是電磁波

電磁波具有振蕩的磁場和電場。在其他波中，我們可以(水波、繩等)看到點粒子的上下振動，當我們不雅察整個材料時，就會有一個波的外形。電磁波中沒有粒子振動，不需要介質就能傳布，以電矢量場和磁場矢量場彼此轉換的體例傳布。它們互相垂直，而且與電磁波傳布偏向垂直。

電磁波在真空中的速度是恒心猿意馬的，（3×10^8米/秒）。

電磁波按其波長可分為無線電、微波、紅外線、可見光、紫外線、x射線和伽瑪射線。可見光只是這個比例的一小部門。

在嘗試中，我們為什么要用微波爐？

我們利用微波爐是因為微波和可見光一樣就是電磁波，它們有恒心猿意馬的速度。經由過程計較微波的速度我們現實上就可以知道光速。

總結：計較方式

計較波速有兩種方式。波的速度被界說為波在必然時候內傳布的距離。是以，可以用以米為單元波的傳布距離除以以秒為單元的波的傳布時候。可是這對我們來說毫無用處，因為我們沒法子知道這兩個數值！我們所擁有的是微波的頻率和波長。

按照公式：波的速度=波長x頻率

這個公式合用于所有的波，當然也包羅電磁波。我們所要做的就是把我們在微波爐后背發現的頻率(赫茲)和我們測量的波長相乘，其成果就是我們要測量的光速。可是這不是真正的光速，因為我們的測量不敷切確，可是已經足夠接近了!

這就是用巧克力計較光速的方式！

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