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如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中P为可旋转的八面镜,S为发光点,T是望远镜,平面镜O与凹面镜B构成了反射系统.八面镜距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十

题目详情
如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中P为可旋转的八面镜,S为发光点,T是望远镜,平面镜O与凹面镜B构成了反射系统.八面镜距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米),且远大于OB以及S和T到八面镜的距离.现使八面镜转动起来,并缓慢增大其转速,当每秒转动次数达到n0时,恰能在望远镜中第一次看见发光点S,由此迈克尔逊测出光速c=______(写出光速的表达式);如果改八面镜为六面镜,六面镜距反射统的距离为AB=
L
4
时,缓慢增大其转速,当每秒转动次数达到
16n0
3
16n0
3
时,恰能在望远镜中第一次看见发光点S.
▼优质解答
答案和解析
(1)若P为可旋转的八面镜:
从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s=2L,
∵八面镜P从现在位置到下次再出现如图形状的状态时需要转八分之一圈.则当转速达到n0时,恰能在望远镜中再一次看见发光点S,
∴光A点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为t=
1
8n0
s,
∴c=
s
t
=
2L
1
8n0
=16Lno
(2)若P为可旋转的六面镜:
从A点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s′=2×
L
4
=
1
2
L.
∴六面镜P从现在位置到下次再出现如图形状的状态时需要转六分之一圈.则当转速达到n′时,恰能在望远镜中再一次看见发光点S,
∴光A点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为t=
1
6n′
s,
∵c=
s′
t′
=
1
2
L
1
6n′
=16Lno
∴六面镜P每秒转动次数n′=
16n0
3

故答案为:16Lno
16n0
3