研究恒星形成的天文學(xué)家會(huì)使用望遠(yuǎn)鏡在可見(jiàn)光波段上來(lái)觀測(cè)星云。在星云的內(nèi)部，溫度非常低的塵埃會(huì)發(fā)出亞毫米波和微波輻射。
在電磁波譜上微波處于無(wú)線電波和紅外光之間，波長(zhǎng)范圍在1毫米到30厘米。你家的廚房中也許就放著一臺(tái)微波爐，因此在日常生活中你可能對(duì)它已經(jīng)相當(dāng)熟悉了。
微波爐會(huì)使用特定頻率的微波來(lái)激發(fā)水分子。由于大多數(shù)的食物和飲料中都含有水分子，于是微波爐就能很快地加熱它們。對(duì)于普通老百姓來(lái)說(shuō)，使用微波已經(jīng)相當(dāng)?shù)钠占埃鼉H幾厘米的波長(zhǎng)也非常適合用來(lái)在自己的家里測(cè)量光速。
材料：
做這個(gè)小實(shí)驗(yàn)最快捷、最“有味”的辦法是使用棉花糖。如果沒(méi)有棉花糖，用一大板巧克力也可以代替。當(dāng)然你要有一臺(tái)微波爐、一個(gè)可用于微波爐加熱的大盤子以及一把尺。
做法：
在盤子的底層鋪上一層棉花糖，最好是用不同顏色的彼此交錯(cuò)地鋪。然后關(guān)鍵的一步是取出微波爐中的旋轉(zhuǎn)托盤，否則實(shí)驗(yàn)就無(wú)法進(jìn)行。如果你所使用的微波爐沒(méi)有旋轉(zhuǎn)托盤，那最好換一臺(tái)有旋轉(zhuǎn)托盤的，但是在實(shí)驗(yàn)之前一定要把它取出。
把裝有棉花糖的盤子放入微波爐，用低檔加熱幾分鐘，或者也可以加熱到棉花糖氣泡為止。然后把裝棉花糖的盤子取出。
這時(shí)你應(yīng)該看到有部分的棉花糖被熔化了，但并不是所有的。事實(shí)上，熔化的棉花糖是有一定的圖案規(guī)則的。這個(gè)圖案和你所使用的微波爐有關(guān)，但總的來(lái)說(shuō)可以看到熔化和沒(méi)熔化的棉花糖在某個(gè)方向上會(huì)交替出現(xiàn)。
造成這一現(xiàn)象的原理和微波爐加熱食物的道理是一樣的。微波爐中所發(fā)出的微波很快會(huì)在放置食物的空腔內(nèi)形成駐波。當(dāng)頻率和振幅均相同、振動(dòng)方向一致、傳播方向相反的兩列波疊加時(shí)，合成的波并不會(huì)向前推進(jìn)，而是駐留在原地，故稱駐波。當(dāng)食物在微波爐中轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，駐波的波峰就會(huì)穿過(guò)食物，通過(guò)激發(fā)水分子加熱它。
測(cè)量微波：
用尺子測(cè)量?jī)蓧K相鄰熔化的棉花糖之間的距離，兩者的距離大約在5-6厘米左右。這正是駐波兩個(gè)波峰的間距。
正因?yàn)槭孪热〕隽诵D(zhuǎn)托盤，這樣棉花糖才沒(méi)有在微波爐中旋轉(zhuǎn)，也才沒(méi)有被均勻加熱，只是在駐波的波峰處被加熱了而已。反過(guò)來(lái)，這盤棉花糖也向你展現(xiàn)了駐波在你所使用的微波爐中的分布情況。
尋找頻率：
最后需要知道你所使用的微波爐的工作頻率。通常這個(gè)數(shù)值會(huì)寫在微波爐的背面。對(duì)于絕大多標(biāo)準(zhǔn)的微波爐來(lái)說(shuō)，這個(gè)頻率為2450兆赫茲。如果在微波爐的背面沒(méi)找到，直接采用2450兆赫茲這個(gè)數(shù)值也無(wú)妨。
測(cè)量光速：
現(xiàn)在測(cè)量光速所需的東西都已經(jīng)齊了。下面就是利用一個(gè)非�；镜奈锢韺W(xué)公式：
波的速度(c)=頻率(f)×波長(zhǎng)(L)
兩塊相鄰熔化棉花糖之間的距離其實(shí)是駐波波長(zhǎng)的一半，即L/2。原因就在于雖然駐波不會(huì)向前傳播，但是經(jīng)過(guò)半個(gè)周期之后它的波峰會(huì)變成波谷，波谷也會(huì)變成波峰。因此，如果你測(cè)量到的距離是6厘米，微波爐的工作頻率是2450兆赫茲，那么光速就是2450×1000,000/秒×6厘米×2=294,000,000米/秒。
真空中的光速為299,792,458米/秒，兩者非常接近�？窗桑@個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的精度還是蠻高的。想一想有什么辦法能讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確嗎?
下面就可以開(kāi)動(dòng)吃棉花糖嘍。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/526411.html
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