怎样用一块巧克力测量光速？︱有趣的物理学

我们都知道宇宙的极限速度为299792458米/秒，也就是我们熟知的光速！自1676年人们初次熟悉到光速是有限的速度以来，呈现了良多测量光速的方式，不仅是数学公式推导仍是尝试测量，我们今朝已经获得了半斤八两切确的数值！那么我们这些吃瓜群众有没有法子本身测一下光速呢？也充任一次尝试物理学家。

告诉你个好动静，今天是时辰以科学为目标吃一次巧克力了！因为我们今天要用它来测量一下光速。

阿尔伯特·爱因斯坦是20宿世纪最精采的理论物理学家之一。他闻名的公式E=mc^2(能量等于质量乘以光速的平方)初次告诉了我们质量和能量的关系。

起首说一下，下面这个小尝试测得的光速不是十分精确，因为尝试过程中会呈现测量不切确的现象，可是没关系，这个数值已经半斤八两接近了！

我们需要的材料

温馨提醒：巧克力需要选你喜好吃的口胃，因为尝试竣事你要吃的（哈哈），作为你伟大尝试当作果的奖励！巧克力不需要太大，一块通俗巨细的巧克力就可以了。

过程

我们要做的第一件事就是：掏出微波炉的扭转盘，放入已经筹办好的盘子，（目标是不让里面的盘子扭转）必然要注重这个盘子要可以在微波炉中平安利用。盘子上不该该有任何金属、金属的颜色，或廉价，轻易熔化的塑料！

在微波炉上找到标签申明(凡是在后面)，阅读上面的信息，找到微波频率并写到纸上。这个数字是以MHz为单元，凡是高于2000。将该数字乘以100000，获得Hz，并注重它是频率，在后面的计较中我们会用到它。

然后把巧克力放在盘子上，关上微波炉的门。设心猿意马按时器30秒，打开微波炉。等时候走完，打开门，小心地把盘子从微波炉里拿出来。注重下：最好戴个手套，避免被烫伤！

你会注重到，巧克力并非在所有的处所都是平均融化了。上面有一些融化的点。拿起你的尺子，测量两个熔化点之间的距离。我们的尺子都是厘米，将测得的厘米数乘以0.01获得米，并在纸上记为λ/2。乘以2获得波长λ

我们获得了两个数据：频率（单元Hz）、波长(单元m)!

微波加热食物的过程

微波炉用驻波加热食物。当一个波在食物概况n/2波长之间往返反射时(n是肆意正整数)，食物就被加热了。这时节点和波腹老是在统一个处所，所以微波炉里面都配一个扭转盘，若是不扭转食物就不会被平均地加热。

食物连结低温的处所是静态节点。这些节点处电磁波的振幅为零。此中振幅具有最大值或最小值的处所被称为波腹，且食物在波腹处被加热。

在我们的尝试中，我们把扭转的盘子换当作了一个正常的盘子。巧克力没有扭转，只会在波腹处融化。

此刻我们知道了道理，获得了数值，我们就来计较下光速。很简的数学!

什么是电磁波

电磁波具有振荡的磁场和电场。在其他波中，我们可以(水波、绳等)看到点粒子的上下振动，当我们不雅察整个材料时，就会有一个波的外形。电磁波中没有粒子振动，不需要介质就能传布，以电矢量场和磁场矢量场彼此转换的体例传布。它们互相垂直，而且与电磁波传布偏向垂直。

电磁波在真空中的速度是恒心猿意马的，（3×10^8米/秒）。

电磁波按其波长可分为无线电、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线和伽玛射线。可见光只是这个比例的一小部门。

在尝试中，我们为什么要用微波炉？

我们利用微波炉是因为微波和可见光一样就是电磁波，它们有恒心猿意马的速度。经由过程计较微波的速度我们现实上就可以知道光速。

总结：计较方式

计较波速有两种方式。波的速度被界说为波在必然时候内传布的距离。是以，可以用以米为单元波的传布距离除以以秒为单元的波的传布时候。可是这对我们来说毫无用处，因为我们没法子知道这两个数值！我们所拥有的是微波的频率和波长。

按照公式：波的速度=波长x频率

这个公式合用于所有的波，当然也包罗电磁波。我们所要做的就是把我们在微波炉后背发现的频率(赫兹)和我们测量的波长相乘，其成果就是我们要测量的光速。可是这不是真正的光速，因为我们的测量不敷切确，可是已经足够接近了!

这就是用巧克力计较光速的方式！

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