Question

9．如图是迈克耳孙测定光速实验的示意图，开始八面镜静止，光源S发出的光，经过狭缝射到八面镜的面1上，反射后射到凹镜B上，又反射到平面镜M上，经M反射后，再由B反射回八面镜的面3上，经面3反射后，进入望远镜C，进入观察者的眼中，看到光源S的像．再让八面镜开始转动，观察者看不到S的像，通过缓缓加速调整，观察者再一次看到S的像，若测得此时八面镜的旋转角速度为ω，八面镜与凹镜间的距离为L，平面镜M与凹镜的距离远小于L，试推导此实验计算光速的公式．

Answer 1

分析 我们要看到光源，只要八面型棱镜的镜面在光反射回来时位置与图上所示重合，根据v=$\frac{s}{t}$可得．

解答 解：八面镜的旋转的周期T=$\frac{2π}{ω}$，
我们要看到光源，只要八面型棱镜的镜面在光反射回来时位置与图上所示重合，即转过了$\frac{nπ}{4ω}$，也就是经历了八分之一的n倍的时间．而光速足够大，试验条件只可能让我们做到在八分之一周期的时间内看到光返回．那么根据v=$\frac{s}{t}$可得，光速c=$\frac{2L}{\frac{π}{4ω}}$=$\frac{8Lω}{π}$，
答：光传播速度的表达式C=$\frac{8Lω}{π}$．

点评 本题考查了光的反射定律，难度在于分析怎样才能在望远镜中看到光源的像．