Question

1607年，伽利略進行了世界上第一次測量光速的嘗試：他和助手分別站在相距1.5km的兩座山上，每人手拿一盞燈，伽利略先打開燈，當(dāng)助手看到他的燈光時，立刻打開自己的燈，從伽利略打開燈到他看到助手那盞燈的燈光，這個間隔就是光傳播了3km的時間．這個實驗最終失敗了，你知道其中的原因嗎？1827年在日內(nèi)瓦湖上進行了世界上第一次測定聲音在水中速度的實驗：兩只相距15km的實驗船，一只船上實驗員向水里放了一只鐘，船上的火藥同時發(fā)光，在另一只船上，實驗員向水里放一個聽音器，當(dāng)他看到火藥發(fā)光后10s聽到水下的鐘聲．如果不考慮光經(jīng)過這段距離所需的時間，那么由此測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大，路程過短，傳播時間是非常小的，無法直接測出，另外沒有考慮到人的反應(yīng)時間．
（2）根據(jù)兩只相距15km的實驗船，和火藥發(fā)光后10s聽到水下的鐘聲，利用v=

s

v

可求得聲音在水中的速度

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

s

v

=

3km

3×105km/s

=10^-5s，這個時間是非常短的，用我們?nèi)粘Ｉ钪械臏y量時間工具是測不出來的；
二是沒有考慮到人的反應(yīng)時間，第二個人看到一個人的燈時再舉起自己的燈有一定的時間間隔，第一個人看到第二個人舉起的燈再計時也需要一定的時間．
（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)人眼睛無法感覺到；1500m/s．

點評：此題考查的是我們對于一個實驗方案的分析能力，要學(xué)會分析實驗中的不足之處，并加以改進．