Question

1607年，伽利略进行了世界上第一次测量光速的尝试：他和助手分别站在相距1.5km的两座山上，每人手拿一盏灯，伽利略先打开灯，当助手看到他的灯光时，立刻打开自己的灯，从伽利略打开灯到他看到助手那盏灯的灯光，这个间隔就是光传播了3km的时间．这个实验最终失败了，你知道其中的原因吗？1827年在日内瓦湖上进行了世界上第一次测定声音在水中速度的实验：两只相距15km的实验船，一只船上实验员向水里放了一只钟，船上的火药同时发光，在另一只船上，实验员向水里放一个听音器，当他看到火药发光后10s听到水下的钟声．如果不考虑光经过这段距离所需的时间，那么由此测出声音在水中的速度是多少？

Answer 1

分析：（1）伽利略是利用光传播的路程除以时间求出光的传播速度，原理是正确的，但由于光的传播速度过大，路程过短，传播时间是非常小的，无法直接测出，另外没有考虑到人的反应时间．
（2）根据两只相距15km的实验船，和火药发光后10s听到水下的钟声，利用v=

s

v

可求得声音在水中的速度

解答：解：（1）伽利略的测量原理是正确的，但这种方法是行不通的，原因有两个：
一是光的传播速度很快，大约是3×10⁸m/s即3×10⁵km/s，光传播3km的时间t=

s

v

=

3km

3×105km/s

=10^-5s，这个时间是非常短的，用我们日常生活中的测量时间工具是测不出来的；
二是没有考虑到人的反应时间，第二个人看到一个人的灯时再举起自己的灯有一定的时间间隔，第一个人看到第二个人举起的灯再计时也需要一定的时间．
（2）v=

s1

t1

=

15km

10s

=1.5km/s=1500m/s．
故答案为：光的速度很大，在3km的范围内人眼睛无法感觉到；1500m/s．

点评：此题考查的是我们对于一个实验方案的分析能力，要学会分析实验中的不足之处，并加以改进．