"\u003Cdiv\u003E\u003Cp\u003E我們都知道宇宙的極限速度爲\u003Cstrong\u003E299792458米\u002F秒,\u003C\u002Fstrong\u003E也就是我們熟知的光速!自\u003Cstrong\u003E1676年\u003C\u002Fstrong\u003E人們首次認識到光速是有限的速度以來,出現了很多測量光速的方法,不僅是\u003Cstrong\u003E數學公式推導\u003C\u002Fstrong\u003E還是\u003Cstrong\u003E實驗測量\u003C\u002Fstrong\u003E,我們目前已經得到了相當精確的數值!那麼我們這些喫瓜羣衆有沒有辦法自己測一下光速呢?也充當一次實驗物理學家。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E告訴你個好消息,今天是時候以科學爲目的喫一次巧克力了!因爲我們今天要用它來測量一下光速。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fdfic-imagehandler\u002Fb202422e-fe8a-4b2a-b322-0e7a69abd7e5\" img_width=\"1200\" img_height=\"801\" alt=\"怎樣用一塊巧克力測量光速?︱有趣的物理學\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cp\u003E阿爾伯特·愛因斯坦是20世紀最傑出的理論物理學家之一。他著名的公式E=mc^2(能量等於質量乘以光速的平方)首次告訴了我們質量和能量的關係。\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F394d82f2d9f44af99075591a260cb7af\" img_width=\"236\" img_height=\"52\" alt=\"怎樣用一塊巧克力測量光速?︱有趣的物理學\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E首先說一下,下面這個小實驗測得的光速不是十分準確,因爲實驗過程中會出現測量不精確的現象,但是不要緊,這個數值已經相當接近了!\u003C\u002Fp\u003E\u003Chr class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E我們需要的材料\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fdfic-imagehandler\u002F80bc4a36-0c81-4046-a03c-3b2c59ee107c\" img_width=\"1200\" img_height=\"797\" alt=\"怎樣用一塊巧克力測量光速?︱有趣的物理學\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cul\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E一臺微波爐\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E盤子(可在微波爐中安全使用)\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E一張紙和一支鉛筆(這個是用來計算的)\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E一塊巧克力\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E尺子\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E計算器\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Ful\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Cstrong\u003E溫馨提示:巧克力需要選你喜歡喫的口味,因爲實驗結束你要喫的(哈哈),作爲你偉大實驗成果的獎勵!巧克力不需要太大,一塊普通大小的巧克力就可以了。\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Chr class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E過程\u003C\u002Fh1\u003E\u003Col\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E我們要做的第一件事就是:取出微波爐的旋轉盤,放入已經準備好的盤子,(目的是不讓裏面的盤子旋轉)一定要注意這個盤子要可以在微波爐中安全使用。盤子上不應該有任何金屬、金屬的顏色,或廉價,容易熔化的塑料!\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E在微波爐上找到標籤說明(通常在後面),閱讀上面的信息,找到微波頻率並寫到紙上。這個數字是以\u003Cstrong\u003EMHz\u003C\u002Fstrong\u003E爲單位,通常高於\u003Cstrong\u003E2000\u003C\u002Fstrong\u003E。將該數字乘以\u003Cstrong\u003E100000\u003C\u002Fstrong\u003E,得到\u003Cstrong\u003EHz\u003C\u002Fstrong\u003E,並注意它是\u003Cstrong\u003E頻率,\u003C\u002Fstrong\u003E在後面的計算中我們會用到它。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli class=\"ql-align-justify\"\u003E然後把巧克力放在盤子上,關上微波爐的門。設定定時器30秒,打開微波爐。等時間走完,打開門,小心地把盤子從微波爐裏拿出來。注意下:\u003Cstrong\u003E最好戴個手套,避免被燙傷!\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Fol\u003E\u003Cul\u003E\u003Cli\u003E你會注意到,巧克力並非在所有的地方都是均勻融化了。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。我們的尺子都是釐米,將測得的釐米數乘以0.01得到米,並在紙上記爲\u003Cstrong\u003Eλ\u002F2\u003C\u002Fstrong\u003E。乘以2得到波長\u003Cstrong\u003Eλ\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Ful\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E我們得到了兩個數據:\u003Cstrong\u003E頻率(單位Hz)、波長(單位m)!\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Chr class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E微波加熱食物的過程\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Fa561edb6763a48f98bd98dfb0649bf4e\" img_width=\"350\" img_height=\"227\" alt=\"怎樣用一塊巧克力測量光速?︱有趣的物理學\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp\u003E微波爐用駐波加熱食物。當一個波在食物表面\u003Cstrong\u003En\u002F2\u003C\u002Fstrong\u003E波長之間來回反射時(n是任意正整數),食物就被加熱了。這時\u003Cstrong\u003E節點\u003C\u002Fstrong\u003E和\u003Cstrong\u003E波腹\u003C\u002Fstrong\u003E總是在同一個地方,所以微波爐裏面都配一個旋轉盤,如果不旋轉食物就不會被均勻地加熱。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E食物保持低溫的地方是\u003Cstrong\u003E靜態節點\u003C\u002Fstrong\u003E。這些節點處電磁波的振幅爲零。其中振幅具有最大值或最小值的地方被稱爲波腹,且食物在波腹處被加熱。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E在我們的實驗中,我們把旋轉的盤子換成了一個正常的盤子。巧克力沒有旋轉,只會在波腹處融化。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp1.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002F2422622cb60149728f029fdfde9f6467\" img_width=\"307\" img_height=\"209\" alt=\"怎樣用一塊巧克力測量光速?︱有趣的物理學\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E現在我們知道了原理,得到了數值,我們就來計算下光速。很簡的數學!\u003C\u002Fp\u003E\u003Chr class=\"ql-align-justify\"\u003E\u003Ch1 class=\"ql-align-justify\"\u003E什麼是電磁波\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp\u003E電磁波具有\u003Cstrong\u003E振盪的磁場和電場\u003C\u002Fstrong\u003E。在其他波中,我們可以(水波、繩等)看到點粒子的上下振動,當我們觀察整個材料時,就會有一個波的形狀。電磁波中沒有粒子振動,不需要介質就能傳播,以\u003Cstrong\u003E電矢量場和磁場矢量場\u003C\u002Fstrong\u003E相互轉換的方式傳播。它們互相垂直,並且與電磁波傳播方向垂直。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E電磁波在真空中的速度是恆定的,\u003Cstrong\u003E(3×10^8米\u002F秒)\u003C\u002Fstrong\u003E。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp class=\"ql-align-justify\"\u003E電磁波按其波長可分爲無線電、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分。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cdiv class=\"pgc-img\"\u003E\u003Cimg src=\"http:\u002F\u002Fp3.pstatp.com\u002Flarge\u002Fpgc-image\u002Ff7fa8fcce52f48d1992f9cf441aaa31c\" img_width=\"640\" img_height=\"342\" alt=\"怎樣用一塊巧克力測量光速?︱有趣的物理學\" inline=\"0\"\u003E\u003Cp class=\"pgc-img-caption\"\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E\u003Ch1\u003E在實驗中,我們爲什麼要用微波爐?\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp\u003E我們使用微波爐是因爲微波和可見光一樣就是電磁波,它們有恆定的速度。通過計算微波的速度我們實際上就可以知道光速。\u003C\u002Fp\u003E\u003Ch1\u003E總結:計算方法\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E計算波速有兩種方法\u003C\u002Fstrong\u003E。波的速度被定義爲波在一定時間內傳播的距離。因此,可以用以米爲單位波的傳播距離除以以秒爲單位的波的傳播時間。但是這對我們來說毫無用處,因爲我們沒辦法知道這兩個數值!我們所擁有的是微波的頻率和波長。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E根據公式:波的速度=波長x頻率\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E這個公式適用於所有的波,當然也包括電磁波。我們所要做的就是把我們在微波爐背面發現的頻率(赫茲)和我們測量的波長相乘,其結果就是我們要測量的光速。但是這不是真正的光速,因爲我們的測量不夠精確,但是已經足夠接近了!\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E這就是用巧克力計算光速的方法!\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fdiv\u003E"'.slice(6, -6), groupId: '6720437898568532491
相關文章