-
用微波炉测量光速
像今天这样的下雨天,你会干点什么呢?在家发呆可不是一个好的选择。如果你爱好物理,不妨利用这些时间来做实验吧。至于说到实验室,利用家里的厨房就行。
http://img1.qq.com/digi/pics/4609/4609966.jpg
选好了厨房当作实验室,下一步就是在实验室里面找一些可供操作的原材料。
http://img1.qq.com/digi/pics/4609/4609968.jpg
别想了,说的就是微波炉。这种家电利用微波来加热食物,微波可以被糖、脂肪和水分吸收。在微波炉里面,微波互相干涉产生热点(hot spot)。测量出两个热点之间的距离,然后乘以2就能得到波长。
http://img1.qq.com/digi/pics/4609/4609970.jpg
微波互相干涉产生热点(hot spot)。测量出两个热点之间的距离,然后乘以2就能得到波长。
http://img1.qq.com/digi/pics/4609/4609972.jpg
接下来我们得把微波炉里面负责旋转的东西拿出来,因为这个旋转系统的目的就是为了让食物均匀加热。而我们要测热点,就必须让待测的对象静止在微波炉里面,这样才能产生热点。
http://img1.qq.com/digi/pics/4609/4609974.jpg
问题是,巧克力棒的实验效果太差劲了,果浆软糖也不行。
http://img1.qq.com/digi/pics/4609/4609976.jpg
不过关键时刻,蛋清表现的很不错,经过30秒的高火微波之后,得到了清晰的实验结果(这个蛋继承了无数蛋的光荣传统……在这一刻,它不是一个蛋在实验,它不是一个蛋……)。经过测量,两个热点之间的距离是61mm,也就是说这个微波炉里面的波长是122mm。
http://img1.qq.com/digi/pics/4609/4609978.jpg
在微波炉上,我们能找到微波炉的工作频率。这一台的工作频率是2450MHz,也就是说每秒能产生2450000000个微波。
http://img1.qq.com/digi/pics/4609/4609980.jpg
现在我们就来计算一下光的速度。光其实也是一种电磁波,跟微波炉里面的微波速度是一样的。根据简单的物理学公式:υ=f·λ,光速等于频率乘以波长,利用我们刚才测得的波长和已知的频率。
υ=2450000000×0.122=298900000(m/s) 标准的光速是299792458(m/s),只有大约0.3%的误差,还不错吧。