1850年5月6日
傅科测定光速
法国物理学家傅科在物理学史上以其“傅科摆”的实验著称于世。
1850年,傅科(Jean Bernard Léon
Foucault,1819、9、18-1868、2、11)设计了一面旋转的镜子,让镜子用一定的速度转动,使它在光线发出并且从一面静止的镜子反射回
来的这段时间,刚好同步旋转一圈。这样能够准确地测理光线回来光程所用的时间,就可以算出光的速度。经过多次实验,傅科测得的光速平均值等于
2.98*108米/秒。值得一提的是,傅科还在整个装置充入了水,测定了光在水中的速度。他发现光在水中的速度与在空气中的速度之比近似等于3/4,正
好等于水和空气的折射率之比。水中的光速慢于真空中的光速,这一结果与微粒理论的预言相悖。
1850年5月6日,傅科向科学院报告了自己的实验结果,证明了波动说的观点是正确的。而此时大多数物理学家早已接受了光的波动说,所以这个实验结果对微粒理论来说只是一个迟到的“唁电”。

近代实验室测量光速的方法,如微波干涉法、光谱法、声调制法、激光测速法,精度更高。除菲佐和傅科实验数值以外,在他们以后的科学家测定的光速与电磁理论中的计算值非常接近,既说明这个实验到所测的数值是正确的,同时也给麦克斯韦的光和电磁理论提供了有力的证据。
测量光速小史
“测量光速”实际上是测量光的群速度(真空中没有色散,光波的群速度和相速度相等)。几百年来,人们进行了各种尝试,以求获得最精确的光速。

第一个试图测量光色的是伽利略,1667年,他与助手在两座相距7.5km的山顶上,每人携带一盏灯,两人约定,其中第一人先打开灯罩,同时开始计时,第二人看见灯光后,立刻打开灯罩,第一人看见灯光后,再计时。这样的测量自然以失败而告终。
1676年,丹麦天文学家奥勒·罗默(Ole
R?mer)采用天文观测的方法,通过测量木星的一颗卫星被木星遮挡的时间与轨道的关系测量光速。他注意到,连续两次卫星蚀相隔的时间存在差异,当地球背
离木星运动时,要比地球迎向木星运动时要长一些,这一现象本身就说明光传播速度是有限的。这个研究对木星及其卫星的观察持续了整整一年。罗默通过观察卫星
蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速,由于当时只知道地球轨道半径的近似值,故测得光速为215000km/s,尽管与实际光速相差很远,但这是人类第
一次完成的有效光速测量。后来人们用照相法升级了罗默测量法,测得光速为(299840±60)km/s。
英国天文学家布拉德雷(James
Bradley
,1693-1762)发现了恒星的“光行差”现象。他注意到,在地球上观察恒星时,恒星的视位置在不断地变化,一年内,所有恒星似乎都在天顶上绕着长半
轴相等的椭圆运行一周,布拉德雷认为这种现象的产生是由于恒星发出的光传到地球时需要一定时间,而在此时间内,地球已因公转而发生了位置变化。他用地球公
转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要493s,由此,1726年,他测得光速为301000km/s。这个数据与实际光速比较接近。

1834年,Charles Wheatstone ;1838年,Francis Arago分别用旋转反射镜测得光速为402336km/s。
1849年,法国物理学家斐佐(Armand Hippolyte Louis
Fizeau,1819-1896)首次在实验室中实现光速测量。他采用的是齿轮法,在实验中斐佐用的是720齿的齿轮,光往复反射一次的路程为
13.74km,当齿轮转速为12.67转/s时,测出光速为315000km/s。

1862年,法国物理学家傅科(Jean Bernard Léon Foucault,1819-1868)用旋转反射镜测量光速值为(298000±500)km/s。此外傅科还利用这套旋转反射镜装置,首次测出了光在介质(水)中的速度低于光的真空速度。
1868年,James Clerk Maxwell 根据当时对一些物理量的测量,理论计算光速值为284000km/s。
1875年,Marie-Alfred Cornu 旋转棱镜法测值为299990km/s。
1879年,Albert Michelson 旋转棱镜法测值为299910km/s。
1888年,Heinrich Rudolf Hertz 电磁波测量为300000km/s。
1889年,Edward Bennett Rosa 介电常数、磁导率的测量,光速为300000km/s。
1890年,Henry Rowland 光谱测量 301800km/s。
1907年,Edward Bennett Rosa Noah Dorsey 介电常数、磁导率的测量,光速为299788km/s。
1923年,Andre Mercier 介电常数、磁导率的测量,光速为299795km/s。
1926年,波兰裔美国藉物理学家阿尔伯特·迈克耳孙(Albert Michelson,1852-1931)改进了斐索和傅科的装置,采用旋转八面镜的方法,很大地提高了测量准确度,测量值为299798km/s。
1928年,德国卡娄拉斯(August Karolus,1893-1972)和米太斯塔德(Otto
Mittelstaedt)提出用“克尔盒法”测定光速。得到299778km/s。(1941年,安德孙也用此法测得光速值为(299776±6)km
/s。1951年贝格斯格兰又重复此法测值为(299793.1±0.3)km/s.)
1933年,Michelson , Pease 用旋转反射镜(干涉仪)测得值为(299774±2)km/s。
1947年,Louis Essen 空腔谐振法测值为299792±1km/s。
1949年,Carl I. Aslakson 利用近程导航雷达测值为299792.4km/s。
1951年,Keith Davy Froome 射频干涉仪,测值为299792.75km/s。
1973年,埃文森(Kenneth M. Evenson)利用激光测得光速精确值为(299792.4574±0.0011)km/s。
1978年,Peter Woods 研究组利用激光测值为(299792.4588±0.0002)km/s。
1980年,Baird 研究组用稳频激光器测值为(299792.4581±0.0019)km/s。
1983年第17届国际计量大会通过决议,用光素作为长度基准,1m的定义是光在真空中经过1/299792.458s所传播的距离。