Question

12．如图所示，这是法国菲索设计的，他第一个测出了地面上的光速，光源发出的光被毛玻璃片（也能透过光线）反射后，穿过齿轮A的齿隙（如图中P），然后经过相当长的距离AB，从B处的平面镜M循原路反射回来，仍然通过齿隙P而被观察到．若齿轮以某一转速转动时，从P穿出的光线恰被齿1挡住，从Q穿过的光线返回时恰被齿2挡住，这时观察者便看不见光线．如果齿轮的齿数为Z，每秒钟转n转，AB距离为L，由这个实验测得光速的表达式是c=4nZL．

Answer 1

分析 要测定光速，必须测得AB之间的距离和光通过AB所用的时间t，而时间很短，必须通过巧妙的方式才能精确测定，这里利用齿轮转动时，光在AB间来回传播的时间与齿轮从P的中心转到齿1的中心相等来精确测定时间t，这样问题就可获得解决．

解答 解：
光传播2L的时间是转半个齿的时间（从齿隙的中心转到相邻齿的中心）
转半个齿的时间t=$\frac{1s}{nZ}$×$\frac{1}{2}$，
所以光通过AB所用的时间t=$\frac{1}{2nZ}$，
光速的表达式为c=$\frac{2L}{\frac{1}{2nZ}}$=4nZL
故答案为：c=4nZL．

点评 此题考查光的反射定律和速度公式及其变形的应用，光速的测定在光学的研究历程中有着重要的意义．