光速是如果测量出来的?
光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验，也打破了光速无限的传统观念；在物理学理论研究的发展里程中，它不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据，而且最终推动了爱因斯坦相对论理论的发展。
在光速的问题上物理学界曾经产生过争执，开普勒和笛卡尔都认为光的传播不需要时间，是在瞬时进行的。但伽利略认为光速虽然传播得很快，但却是可以测定的。1607年，伽利略进行了最早的测量光速的实验。
1676年9月，罗默向巴黎科学院宣布，原来预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。巴黎天文台的天文学家们虽然怀疑罗默的神秘预言，但还是作了观测并证实了木卫食的推迟。11月22日罗默在解释这个现象时说，这是因为光穿越地球的轨道需要时间，最长时间可达22分钟。后来惠更斯利用罗默的数据和地球轨道直径的数据，第一次计算出光速为 2×108米/秒。
1681年罗默被克利斯汀五世召回丹麦，担任了丹麦皇家学会天文学家，此后人们就不知道他的工作又有什么新的进展，他留下的观测资料也在1728年哥本哈根城的大火之中烧为灰烬。直到18世纪的时候，他的理论才被一位英国格林尼治天文台的天文学家、牛津大学教授布喇德雷以意料不到的方式所证实。
1928年9月某一天，布喇德雷教授与同事乘船沿泰晤士河航行。教授站在船的甲板上，望着桅杆上不时在改变方向的风标，十分奇怪，难道风向会这样不停地改变吗？一位水手向他解释说，这是船在改变航向，风向并没有变。这个回答启发了教授，他立刻想到，既然船的航行会改变人对风向的观察，那么地球上的人，他看到的光传播方向也会因为地球的运动而有所改变。于是他把这个新的发现结合到自己的研究工作中来，使一个困惑多时的难题迎刃而解了。
原来教授在观测一颗星的视差时，惊奇地发现遥远的星体都以一年为周期在天球上画出一个小椭圆。他一直无法解释这种现象，现在他明白了，这就是“光行差”现象。由遥远的恒星S传向地球的光微粒类似于垂直下落的雨滴，当我们向前奔跑时，觉得雨滴是倾斜地向我们飞来。同样的道理，地面上的望远镜被地球带着向前运动，为了使光微粒能恰好穿过镜筒被观察者看到，就必须让镜筒向前倾斜一个合适的角度α，所以看起来恒星的位置在S’方向。一年内，观察者在地球轨道的不同位置上观察这颗恒星，就可以看到它的位置S’在天球上兜了一个小圈子。
显然，当观察者通过倾斜的镜筒观察到恒星的光时，说明它的倾角的正切 的运行速度就可以求出光速。利用这种方法求得的光速为3.03×108米/秒，比惠更斯算得的值又前进了一步。用天文学方法测定光速虽然取得了成功，但物理学家们并没有因此认为这个光速值已经相当精确了。因为这种方法尽管在原理上无可挑剔，但计算上还得依赖一些天文数据，而这些数据本身就谈不上有很高的精确度。所以到了19世纪，科学家们开始研讨在地面上测定光速的可能性。由于光速极大，因此测量必须用到很长的距离或者很短的时间。对地面观测来说，精确测定很短的时间间隔是问题的关键。地面上构思巧妙的光速测定实验都是围绕这个主题来设计的。在这方面作出开拓性工作的人是法国科学家菲索和傅科。说来也巧，这两位大师都在1819年出生于巴黎，年轻时又不约而同地选修了物理专业，并且还成为初期研究的合作伙伴。菲索出生于豪富的家庭，继承了大笔遗产，他本可以用这大笔钱玩乐享受，但他并没有这样做，而把自己的财产用来作为研究经费。1849年他首先在地面上成功地用“齿轮法”完成了光速测量。菲索让光源发出的光从转动齿轮的间隙中通过，再通过透镜变成平行光束，这光束聚焦于安装在一定距离的平面镜上，被平面镜反射后再沿着相反的方向返回齿轮，进入观察者的眼睛。
当齿轮以某一速度转动时，观察者将看不到返回的光，这是因为光线从齿轮到达平面镜再回到齿轮时，恰好为下一个移来的齿所遮蔽，倘若使轮的转速增加1倍，光点又重新被看到了，因为返回的光恰好穿过下一个齿缝。设轮的 如果光速为C，齿轮与平面镜间的距离为l，那么， 进行的。齿轮的齿数是720个，计算光速为313，300公里/秒。
1850年，法国物理学家傅科设计了一面旋转的镜子，让它用一定的速度转动，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里，刚好旋转一圈。这样，能够准确地测得光线来回所用的时间，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空气中的速度之比近似等于3/4，正如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，与微粒理论的预言相悖。然而具有戏剧性的事实是，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。
此后不久，还有法国的科尼尔、美国的纽科姆、迈克尔逊都做过出色的测定光速实验，近年来最精确测量表明，光在真空里的速率为每秒299 792 456.2米，估计误差值为每秒 1米或 0.000001％。
参考资料：http://218.28.49.211/Resource/Book/Edu/SZJY/TS007060/0016_ts007060.htm