Question

1607年，伽利略進(jìn)行了世界上第一次測(cè)量光速的嘗試：他和助手分別站在相距1.5km的兩座山上，每人手拿一盞燈，伽利略先打開(kāi)燈，當(dāng)助手看到他的燈光時(shí)，立刻打開(kāi)自己的燈，從伽利略打開(kāi)燈到他看到助手那盞燈的燈光，這個(gè)間隔就是光傳播了3km的時(shí)間．這個(gè)實(shí)驗(yàn)最終失敗了，你知道其中的原因嗎？1827年在日內(nèi)瓦湖上進(jìn)行了世界上第一次測(cè)定聲音在水中速度的實(shí)驗(yàn)：兩只相距15km的實(shí)驗(yàn)船，一只船上實(shí)驗(yàn)員向水里放了一只鐘，船上的火藥同時(shí)發(fā)光，在另一只船上，實(shí)驗(yàn)員向水里放一個(gè)聽(tīng)音器，當(dāng)他看到火藥發(fā)光后10s聽(tīng)到水下的鐘聲．如果不考慮光經(jīng)過(guò)這段距離所需的時(shí)間，那么由此測(cè)出聲音在水中的速度是多少？

Answer 1

分析：（1）伽利略是利用光傳播的路程除以時(shí)間求出光的傳播速度，原理是正確的，但由于光的傳播速度過(guò)大，路程過(guò)短，傳播時(shí)間是非常小的，無(wú)法直接測(cè)出，另外沒(méi)有考慮到人的反應(yīng)時(shí)間．
（2）根據(jù)兩只相距15km的實(shí)驗(yàn)船，和火藥發(fā)光后10s聽(tīng)到水下的鐘聲，利用v=

s

v

可求得聲音在水中的速度

解答：解：（1）伽利略的測(cè)量原理是正確的，但這種方法是行不通的，原因有兩個(gè)：
一是光的傳播速度很快，大約是3×10⁸m/s即3×10⁵km/s，光傳播3km的時(shí)間t=

s

v

=

3km

3×105km/s

=10^-5s，這個(gè)時(shí)間是非常短的，用我們?nèi)粘Ｉ�活中的測(cè)量時(shí)間工具是測(cè)不出來(lái)的；
二是沒(méi)有考慮到人的反應(yīng)時(shí)間，第二個(gè)人看到一個(gè)人的燈時(shí)再舉起自己的燈有一定的時(shí)間間隔，第一個(gè)人看到第二個(gè)人舉起的燈再計(jì)時(shí)也需要一定的時(shí)間．
（2）v=

s1

t1

=

15km

10s

=1.5km/s=1500m/s．
故答案為：光的速度很大，在3km的范圍內(nèi)人眼睛無(wú)法感覺(jué)到；1500m/s．

點(diǎn)評(píng)：此題考查的是我們對(duì)于一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的分析能力，要學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)中的不足之處，并加以改進(jìn)．