斐索直接跑來,對傅科說:“我有了一種測量光速的辦法。”
1676年,丹麥天文學家奧勞斯·羅默利用木星衛星的星蝕時間變化證實光是以有限速度傳播的。他利用木星的木衛一在木星在木星圓面上的投影作周期性變化的現象,第一次定量的估計出光速。
1782年,布雷德裡推論若光速是有限的,則因為地球的軌道速度,會使抵達地球的星光有一個微小角度的偏折,這就是所謂的光行差,他的大小只有1/200度。布雷德裡計算的光速為298000公裡/秒,這與現在的數值只有不到1%的差異。
原來,在1849年斐索用旋轉齒輪法首次在地面實驗室中成功地進行了光速測量。
斐索對傅科說:“我的這套方法還是很巧妙的。”
斐索拿出了齒輪,半反射鏡,和反射鏡,然後擺好。
斐索說:“一束光穿過齒輪的一個齒縫射到一面鏡子上,然後光會被反射回來,我們在這個鍍了銀的半透鏡後面觀察。”
傅科說:“這樣的話,光速在很快的情況下也難以看出光速。”
斐索說:“我這個擺的距離短,如果是很長的距離就可以了。”
斐索拿出蠟燭作為光源,半透明鏡與反射鏡之間的距離為8.67千米,這樣光往返的路程為17.34千米。然後
的齒輪是由720個齒組成。
實驗開始時,齒輪是靜止的,然後逐漸增加齒輪的轉動速度,斐索發現,當齒輪的轉速達到25轉/秒時,他看到的光最強。
於是他知道了,在兩個齒間的空隙被下一個齒取代前的這段時間間隔內,光束恰好走了17.34千米。由於在1秒內,共有720×25個齒通過O點,所以,一個齒輪間隙通過O點的時間是1/18000秒,在1/18000秒內光走了17.34千米,由此,可以得到光速等於312120千米/秒。
驅動齒輪轉動的是重物和滑輪驅動的。
傅科連連點頭,說:“這個想法不錯。”
之後,也就是1862年,傅科阿拉戈的設想用旋轉鏡法開始替代索菲測量光速的辦法,測得光速為298000±500千米/秒。與精確值差僅0.6%。
19世紀中葉J.C.麥克斯韋建立了電磁場理論,他根據電磁波動方程曾指出,電磁波在真空中的傳播速度等於靜電單位電量與電磁單位電量的比值,只要在實驗上分別用這兩種單位測量同一電量(或電流),就可算出電磁波的波速。
1856年,R.科爾勞施和W.韋伯完成了有關測量,麥克斯韋根據他們的數據計算出電磁波在真空中的波速值為3.1074×10^5千米/秒,此值與菲佐的結果十分接近,這對人們確認光是電磁波起過很大作用。
1926年,美國物理學家A.A.邁克耳孫改進了傅科的實驗,測得c=(299796±4)千米/秒,他於1929年在真空中重做了此實驗,測得c=299774千米/秒。
後來有人用光開關(克爾盒)代替齒輪轉動以改進菲佐的實驗,其精度比旋轉鏡法提高了兩個數量級。
1952年,英國實驗物理學家K.D.費羅姆用微波干涉儀法測量光速得c=299792.50±0.10千米/秒。
1972年,美國的K.M.埃文森等人直接測量激光頻率ν和真空中的波長λ,算得c=299792458±1.2米/秒。