A. 物理,一光年是多少米
一光年是9.4605X10^12米
光年是計量天體間時空距離的單位,一般被用於衡量天體間的時空距離,其字面意思是指光在真空中沿直線傳播一年的距離,s=vt=300000000x365x24x3600=9.4605x10^12米.
B. 光年是什麼意思
「光年」其實是一種距離單位,而非時間。光年是指光在一年中行進的距離。具體來說,國際天文聯合會(IAU)把光年定義為光在真空中行進365.25天的距離。
第一次提到光年這個概念可追溯到1838年,當時一位名叫弗里德里希·貝塞爾(Friedrich Bessel)的德國科學家。他測量了一顆名為天鵝座61(又稱貝塞爾星)恆星的距離,並得到了其距離為地球軌道半徑的660,000倍。
他指出,光需要大約10年才能到達那裡,但他不喜歡「光年」這個術語。其中一個原因是在當時,科學家並不清楚光速是宇宙的一個基本常數。直到1851年,這個詞在德國一個名為Lichtjare的天文學出版物中首次出現。現在,「光年」是一個常用的天文計量單位,包括在科學文獻中。
(2)光年在物理怎麼運用擴展閱讀:
光年, 長度單位, 一般被用於衡量天體間的距離,字面意思指:光在宇宙真空中沿直線經過一年時間的距離,為9,460『7304』7258『0800米。因為天文數據太過龐大,需要更大的單位進行大概的描述。
在一儒略年(定義值為365.25日)的時間中,在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方,光所行走的距離。因為真空中的光速是每秒299,792,458米(准確值),所以一光年等於9460730472580800米。
參考資料來源:網路-光年(長度單位)
C. 光年是什麼物理量的單位
光年是長度單位。
光年是長度單位,是計量光在宇宙真空中沿直線傳播了一年時間的距離的單位,一般被用於衡量天體間的時空距離,其字面意思是指光在宇宙真空中沿直線傳播了一年時間所經過的距離,為9,460,730,472,580,800米,是時間和光速計算出來的單位。
「年」是時間單位,但「光年」雖有個「年」字卻不是時間單位,而是天文學上一種計量天體距離的單位。宇宙中天體間的距離很遠很遠,如果採用我們日常使用的米、千米(公里)作計量單位,那計量天體距離的數字動輒十幾位、幾十位,很不方便。於是天文學家就創造了一種新的計量單位——光年,即光在真空中用去一年時間所走過的距離。距離=速度×時間,光速約為每秒30萬千米(每秒299,792,458米),1光年為9,460,730,472,580,800米。
1676年以前,人們普遍相信光的傳播是不需要時間的。1676年,丹麥科學家O.C.羅默首先作出了光的傳播需要時間的設想。1671年,羅默開始觀測木星的衛星(木衛一)。他發現木星掩衛的時間(由木衛一躲到木星背對地球的一面開始到它再次出現在地球上可觀測到的區域之間的時間間隔)並不是一個定值。當木星離地球較遠時,掩衛過程所用的時間更長。1675年,法國的天文學家喬凡尼·多美尼科·卡西尼開始設想這種現象產生的原因可能是光的傳播需要時間。然而,他在不久後就放棄了這個想法。
當時擔任卡西尼的科學助手的羅默則沒有放棄。他堅持假設光的速度是有限的,並計算出以光的速度,要穿越相當於地球公轉軌道直徑的距離需要22分鍾的時間。以今天的數據來看,他的結果等價於說光的速度是214000公里每秒(羅默當年對地球公轉軌道的直徑計算有誤)。
但是直到18世紀上半葉,主流科學界才逐漸接受了光速有限的想法。1728年,英國天文學家詹姆斯·布拉德雷給出了另一種測量光速的方法,得出光的速度大約是301000公里每秒。1838年,德國天文學家弗里德里希·威廉·貝塞爾首先使用「光年」一詞,作為天文學測量上的單位。他測量出天鵝座61與地球之間的距離是10.3光年。
太陽與最近的恆星南門二相距43萬億千米,人類觀察到的最遠的星星,是這個數字的30多億倍。這種情況下使用光年就容易多了,太陽到南門二的距離為4.545光年,與最亮的恆星天狼為8.6光年,與河鼓二和織女一的距離分別為16.63和26.3光年,與參宿七的距離為850光年,銀河系的跨度達10萬光年。目前人類探知的最遙遠的星,距離地球已達150億光年——人類觀測到此光已是150億年前的事情了(宇宙大爆炸的時間是恆定的,不能說因為它距離我們150億光年就說我們看到的是150億年前的宇宙大爆炸)。
另外,為了方便起見,科學家把地球到太陽的平均距離定義為「1天文單位」。用這個單位來度量太陽系的距離就方便多了。太陽與地球的距離為1天文單位,與水星為0.4天文單位,與金星為0.7天文單位,與冥王星為40天文單位,等等。
希望我能幫助你解疑釋惑。
D. 20光年是怎麼測得的
可以參考這個:
1.羅默的衛星蝕法
光速的測量,首先在天文學上獲得成功,這是因為宇宙廣闊的空間提供了測量光速所需要的足夠大的距離.早在1676年丹麥天文學家羅默(1644— 1710)首先測量了光速.由於任何周期性的變化過程都可當作時鍾,他成功地找到了離觀察者非常遙遠而相當准確的「時鍾」,羅默在觀察時所用的是木星每隔一定周期所出現的一次衛星蝕.他在觀察時注意到:連續兩次衛星蝕相隔的時間,當地球背離木星運動時,要比地球迎向木星運動時要長一些,他用光的傳播速度是有限的來解釋這個現象.光從木星發出(實際上是木星的衛星發出),當地球離開木星運動時,光必須追上地球,因而從地面上觀察木星的兩次衛星蝕相隔的時間,要比實際相隔的時間長一些;當地球迎向木星運動時,這個時間就短一些.因為衛星繞木星的周期不大(約為1.75天),所以上述時間差數,在最合適的時間(上圖中地球運行到軌道上的A和A』兩點時)不致超過15秒(地球的公轉軌道速度約為30千米/秒).因此,為了取得可靠的結果,當時的觀察曾在整年中連續地進行.羅默通過觀察從衛星蝕的時間變化和地球軌道直徑求出了光速.由於當時只知道地球軌道半徑的近似值,故求出的光速只有214300km/s.這個光速值盡管離光速的准確值相差甚遠,但它卻是測定光速歷史上的第一個記錄.後來人們用照相方法測量木星衛星蝕的時間,並在地球軌道半徑測量准確度提高後,用羅默法求得的光速為299840±60km/s.
2.布萊德雷的光行差法
1728年,英國天文學家布萊德雷(1693—1762)採用恆星的光行差法,再一次得出光速是一有限的物理量.布萊德雷在地球上觀察恆星時,發現恆星的視位置在不斷地變化,在一年之內,所有恆星似乎都在天頂上繞著半長軸相等的橢圓運行了一周.他認為這種現象的產生是由於恆星發出的光傳到地面時需要一定的時間,而在此時間內,地球已因公轉而發生了位置的變化.他由此測得光速為:
C=299930千米/秒
這一數值與實際值比較接近.
以上僅是利用天文學的現象和觀察數值對光速的測定,而在實驗室內限於當時的條件,測定光速尚不能實現.
二、光速測定的大地測量方法
光速的測定包含著對光所通過的距離和所需時間的量度,由於光速很大,所以必須測量一個很長的距離和一個很短的時間,大地測量法就是圍繞著如何准確測定距離和時間而設計的各種方法.
1.伽利略測定光速的方法
物理學發展史上,最早提出測量光速的是義大利物理學家伽利略.1607年在他的實驗中,讓相距甚遠的兩個觀察者,各執一盞能遮閉的燈,如圖所示:觀察者A打開燈光,經過一定時間後,光到達觀察者B,B立即打開自己的燈光,過了某一時間後,此信號回到A,於是A可以記下從他自己開燈的一瞬間,到信號從B返回到A的一瞬間所經過的時間間隔t.若兩觀察者的距離為S,則光的速度為
c=2s/t
因為光速很大,加之觀察者還要有一定的反應時間,所以伽利略的嘗試沒有成功.如果用反射鏡來代替B,那麼情況有所改善,這樣就可以避免觀察者所引入的誤差.這種測量原理長遠地保留在後來的一切測定光速的實驗方法之中.甚至在現代測定光速的實驗中仍然採用.但在信號接收上和時間測量上,要採用可靠的方法.使用這些方法甚至能在不太長的距離上測定光速,並達到足夠高的精確度.
2.旋轉齒輪法
用實驗方法測定光速首先是在1849年由斐索實驗.他用定期遮斷光線的方法(旋轉齒輪法)進行自動記錄.實驗示意圖如下.從光源s發出的光經會聚透鏡L1射到半鍍銀的鏡面A,由此反射後在齒輪W的齒a和a』之間的空隙內會聚,再經透鏡L2和L3而達到反射鏡M,然後再反射回來.又通過半鍍鏡A由 L4集聚後射入觀察者的眼睛E.如使齒輪轉動,那麼在光達到M鏡後再反射回來時所經過的時間△t內,齒輪將轉過一個角度.如果這時a與a』之間的空隙為齒 a(或a』)所佔據,則反射回來的光將被遮斷,因而觀察者將看不到光.但如齒輪轉到這樣一個角度,使由M鏡反射回來的光從另一齒間空隙通過,那麼觀察者會重新看到光,當齒輪轉動得更快,反射光又被另一個齒遮斷時,光又消失.這樣,當齒輪轉速由零而逐漸加快時,在E處將看到閃光.由齒輪轉速v、齒數n與齒輪和M的間距L可推得光速c=4nvL.
在斐索所做的實驗中,當具有720齒的齒輪,一秒鍾內轉動12.67次時,光將首次被擋住而消失,空隙與輪齒交替所需時間為
在這一時間內,光所經過的光程為2×8633米,所以光速c=2×8633×18244=3.15×108(m/s).
在對信號的發出和返回接收時刻能作自動記錄的遮斷法除旋轉齒輪法外,在現代還採用克爾盒法.1941年安德孫用克爾盒法測得:c=299776±6km/s,1951年貝格斯格蘭又用克爾盒法測得c=299793.1±0.3km/s.
3.旋轉鏡法
旋轉鏡法的主要特點是能對信號的傳播時間作精確測量.1851年傅科成功地運用此法測定了光速.旋轉鏡法的原理早在1834年1838年就已為惠更斯和阿拉果提出過,它主要用一個高速均勻轉動的鏡面來代替齒輪裝置.由於光源較強,而且聚焦得較好.因此能極其精密地測量很短的時間間隔.實驗裝置如圖所示.從光源s所發出的光通過半鍍銀的鏡面M1後,經過透鏡L射在繞O軸旋轉的平面反射鏡M2上O軸與圖面垂直.光從M2反射而會聚到凹面反射鏡M3上, M3的曲率中心恰在O軸上,所以光線由M3對稱地反射,並在s′點產生光源的像.當M2的轉速足夠快時,像S′的位置將改變到s〃,相對於可視M2為不轉時的位置移動了△s的距離可以推導出光速值:
式中w為M2轉動的角速度.l0為M2到M3的間距,l為透鏡L到光源S的間距,△s為s的像移動的距離.因此直接測量w、l、l0、△s,便可求得光速.
在傅科的實驗中:L=4米,L0=20米,△s=0.0007米,W=800×2π弧度/秒,他求得光速值c=298000±500km/s.
另外,傅科還利用這個實驗的基本原理,首次測出了光在介質(水)中的速度v<c,這是對波動說的有力證據.
3.旋轉棱鏡法
邁克耳遜把齒輪法和旋轉鏡法結合起來,創造了旋轉棱鏡法裝置.因為齒輪法之所以不夠准確,是由於不僅當齒的中央將光遮斷時變暗,而且當齒的邊緣遮斷光時也是如此.因此不能精確地測定象消失的瞬時.旋轉鏡法也不夠精確,因為在該法中象的位移△s太小,只有0.7毫米,不易測准.邁克耳遜的旋轉鏡法克服了這些缺點.他用一個正八面鋼質棱鏡代替了旋轉鏡法中的旋轉平面鏡,從而光路大大的增長,並利用精確地測定棱鏡的轉動速度代替測齒輪法中的齒輪轉速測出光走完整個路程所需的時間,從而減少了測量誤差.從1879年至1926年,邁克耳遜曾前後從事光速的測量工作近五十年,在這方面付出了極大的勞動. 1926年他的最後一個光速測定值為
c=299796km/s
這是當時最精確的測定值,很快成為當時光速的公認值.
三、光速測定的實驗室方法
光速測定的天文學方法和大地測量方法,都是採用測定光信號的傳播距離和傳播時間來確定光速的.這就要求要盡可能地增加光程,改進時間測量的准確性.這在實驗室里一般是受時空限制的,而只能在大地野外進行,如斐索的旋輪齒輪法當時是在巴黎的蘇冷與達蒙瑪特勒相距8633米的兩地進行的.傅科的旋轉鏡法當時也是在野外,邁克耳遜當時是在相距35373.21米的兩個山峰上完成的.現代科學技術的發展,使人們可以使用更小更精確地實驗儀器在實驗室中進行光速的測量.
1.微波諧振腔法
1950年埃森最先採用測定微波波長和頻率的方法來確定光速.在他的實驗中,將微波輸入到圓柱形的諧振腔中,當微波波長和諧振腔的幾何尺寸匹配時,諧振腔的圓周長πD和波長之比有如下的關系:πD=2.404825λ,因此可以通過諧振腔直徑的測定來確定波長,而直徑則用干涉法測量;頻率用逐級差頻法測定.測量精度達10-7.在埃森的實驗中,所用微波的波長為10厘米,所得光速的結果為299792.5±1km/s.
2.激光測速法
1790年美國國家標准局和美國國立物理實驗室最先運用激光測定光速.這個方法的原理是同時測定激光的波長和頻率來確定光速(c=νλ).由於激光的頻率和波長的測量精確度已大大提高,所以用激光測速法的測量精度可達10-9,比以前已有最精密的實驗方法提高精度約100倍.
四、光速測量方法一覽表
除了以上介紹的幾種測量光速的方法外,還有許多十分精確的測定光速的方法.現將不同方法測定的光速值列為「光速測量一覽表」供參考.
根據1975年第十五屆國際計量大會的決議,現代真空中光速的最可靠值是:
c=299792.458±0.001km/s
聲速測量儀必須配上示波器和信號發生器才能完成測量聲速的任務。實驗中產生超聲波的裝置如圖所示。它由壓電陶瓷管或稱超聲壓電換能器與變幅桿組成;當有交變電壓加在壓電陶瓷管上時,由於壓電體的逆壓電效應,使其產生機械振動。此壓電陶瓷管粘接在鋁合金製成的變幅桿上,經過電子線路的放大,即成為超聲波發生器,由於壓電陶瓷管的周期性振動,帶動變幅桿也做周期軸向振動。當所加交變電壓的頻率與壓電陶瓷的固有頻率相同時,壓電陶瓷的振幅最大,這使得變幅桿的振幅也最大。變幅桿的端面在空氣中激發出縱波,即超聲波。本儀器的壓電陶瓷的振盪頻率在40kHz以上,相應的超聲波波長約為幾毫米,由於他的波長短,定向發射性能好,本超聲波發射器是比較理想的波源。由於變幅桿的端面直徑一般在20mm左右,比此波長大很多,因此可以近似認為離開發射器一定距離處的聲波是平面波。超聲波的接受器則是利用壓電體的正壓電效應,將接收的機械振動,轉化成電振動,為使此電振動增強。特加一選頻放大器加以放大,再經屏蔽線輸給示波器觀測。接收器安裝在可移動的機構上,這個機構包擴支架、絲桿、可移動底座(其上裝有指針,並通過定位螺母套在絲桿上,有絲桿帶動作平移)、帶刻度的手輪等。接收器的位置由主、尺刻度手輪的位置決定。主尺位於底座上面;最小方尺位於底坐上面;最小分尺為1mm,手輪與絲桿相連上分為100分格,每轉一周,接收器平移1mm,故手每一小格為0.01mm,可估到0.001mm。
E. 光年是怎樣測量出來的
光年是怎樣測量出來的?
光年,長度單位,指光在真空中行走一年的距離,它是由時間和速度計算出來的,光行走一年的距離叫「一光年」。一光年即約九萬四千六百億公里。更正式的定義為:在一儒略年的時間中(即365.25日,而每日相等於86400秒),在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方,一光子所行走的距離。因為真空中的光速是每秒299,792,458米(准確),所以一光年就等於 9,460,730,472,580,800米(准確),或大約相等於米 = 9.46 拍米。
(或5,786,101,150,000英里。
或5,108,385,784,330,890海里
或約等於9.46 × 10^15 m = 9.46 拍米。 )就是9454254955488公里(讀作:九萬四千五百四十二億五千四百九十五萬五千四百八十八千米)(按每分鍾60秒一天24小時一年365天計算)
(註:1千米(公里) = 0.6214英里 =0.540海里)
相關:
光年一般是用來量度很大的距離,如太陽系跟另一恆星的距離。光年不是時間單位。
光由太陽到達地球需時約八分鍾(即地球跟太陽的距離為八「光分」)。
已知距離太陽系最近的恆星為半人馬座比鄰星,它相距4.22光年。
我們所處的星系——銀河系的直徑約有十萬光年。
假設有一近光速的宇宙船從銀河系的一端到另一端,它將需要多於十萬年的時間。但這只是對於(相對於銀河系)靜止的觀測者而言,船上的人員感受到的旅程實際只有數分鍾。這是由於特殊相對論中的移動時鍾的時間膨脹現象。
目前天文觀測范圍已經擴展到200億光年的廣闊空間,它稱為總星系。
與天文學中其它常用單位的換算:
一秒差距等於3.26光年。
一光年等於63,240天文單位。
另外,光每秒大約行駛30萬千米,每分鍾行駛1800萬千米,每小時行駛108000萬千米,每天行駛2592000萬千米,每年行駛946080000萬千米。所以每光年的距離大約是:946080000萬千米!
F. 「光年」是什麼物理量的單位怎麼計算牛郎星與織女星之間的距離是多少千米
光年是距離單位,即光走一年的距離,約94600億千米,牛郎星和織女星之間的距離是16光年,也就是1513600億千米。
G. 光年的物理意義是什麼
是長度或者說是距離單位。
我們都知道光的速度是3*10的8次方,用這個速度沿直線走一年的距離就是光年。
這個單位是因為目前我們的科技還沒有發現比光更快的速度,只有用最快的速度走一年的距離來形容遙遠,因此這個單位被用在天文學中,用來衡量宇宙各地之間的距離。
H. 怎麼計算光年的
光年一般是用來量度很大的距離,如太陽跟另一恆星的距離。光年不是時間單位。在天文學,秒差距是另一個常用的距離單位,1秒差距=3.26光年。
在一儒略年(定義值為365.25日)的時間中,在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方,一個光子所行走的距離。因為真空中的光速是每秒299,792,458米(准確值),所以一光年等於9460730472580800米(准確值)。
光年用來量度很大的距離,如太陽跟另一恆星的距離。
宇宙中天體間的距離很遠很遠,如果採用我們日常使用的米、千米(公里)作計量單位,那計量天體距離的數字動輒十幾位、幾十位,很不方便。
於是天文學家就創造了一種新的計量單位——光年,即光在真空中用去一年時間所走過的距離。距離=速度×時間。
I. "光年"是什麼物理量的單位
"光年"是長度單位
1光年=3 × 105km/秒×3600秒×24小時×365天=946080000km