啥?你沒(méi)聽(tīng)錯(cuò),就是那個(gè)傳說(shuō)中快到?jīng)]朋友的光速!感覺(jué)是不是一下子就科幻起來(lái)了?別怕,其實(shí)一點(diǎn)都不難,只要你有一部能拍視頻的手機(jī),再加一點(diǎn)點(diǎn)耐心和腦洞,就能在家體驗(yàn)一把科學(xué)家的感覺(jué)!
為啥要用短視頻測(cè)光速?

你可能會(huì)問(wèn),光速不是早就測(cè)出來(lái)了嗎?沒(méi)錯(cuò),科學(xué)家的確早就給出了光速的精確數(shù)值,但咱們自己動(dòng)手測(cè)測(cè),不就是圖個(gè)樂(lè)呵嘛!而且,在這個(gè)過(guò)程中,你還能學(xué)到很多關(guān)于光、時(shí)間、甚至短視頻拍攝的小知識(shí),豈不美哉?
準(zhǔn)備工作:工欲善其事,必先利其器
1.一部能拍攝高質(zhì)量視頻的手機(jī):現(xiàn)在的手機(jī)像素都挺高,但盡量選擇光線好的時(shí)候拍攝,視頻質(zhì)量越高,測(cè)量的結(jié)果也會(huì)更準(zhǔn)確哦!
2.一面大鏡子:越大越好,方便反射光線。
3.卷尺或者皮尺:用來(lái)測(cè)量距離,精度越高越好。
4.秒表:精確到毫秒級(jí)別,手機(jī)自帶的就行。
5.一個(gè)安靜且黑暗的環(huán)境:盡量減少干擾光。
6.一點(diǎn)點(diǎn)數(shù)學(xué)知識(shí):初中水平就足夠啦!
Let’s Do it!開(kāi)始咱們的“光速之旅”
第一步:搭建你的“光速跑道”
1.擺放鏡子:將鏡子放在一個(gè)相對(duì)空曠的地方,確保它能穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)亓⒃谀抢铩?/p>
2.測(cè)量距離:用卷尺測(cè)量你和鏡子之間的距離,記下來(lái),這個(gè)距離就是光線單程的“跑道”長(zhǎng)度。記住,一定要精確測(cè)量,誤差越小,結(jié)果越靠譜!
3.翻倍距離:光線要從你這里跑到鏡子,再?gòu)溺R子跑回來(lái),所以實(shí)際光線跑的距離是剛才測(cè)量的距離的兩倍。比如,你測(cè)得距離是5米,那么光線實(shí)際跑了10米。把這個(gè)距離記下來(lái),咱們后面要用到。
第二步:拍下“光速瞬間”
1.打開(kāi)手機(jī)攝像頭:確保你的手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)自己。
2.打開(kāi)手電筒:用手機(jī)自帶的手電筒或者其他光源。
3.開(kāi)始錄像:在錄像的同時(shí),迅速打開(kāi)手電筒,然后立刻關(guān)閉。
4.慢放回看:錄制完成后,用手機(jī)自帶的視頻編輯功能,把視頻慢放,最好能放到0.25倍速或者更慢。
第三步:尋找“光的回聲”
1.仔細(xì)觀察:在慢放的視頻中,你會(huì)看到手電筒的光亮出現(xiàn),然后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,又會(huì)再次出現(xiàn)。這第二次出現(xiàn)的光亮,就是光線經(jīng)過(guò)鏡子反射回來(lái)的“回聲”。
2.記錄時(shí)間:利用視頻編輯工具,精確記錄從你打開(kāi)手電筒到光線反射回來(lái)這段時(shí)間差。這個(gè)時(shí)間差越精確,結(jié)果就越準(zhǔn)確。記住,單位要換算成秒!
3.多次測(cè)量:別只測(cè)一次就完事兒,多測(cè)幾次,取平均值,這樣能減少誤差。
第四步:開(kāi)始你的“光速計(jì)算”
1.套用公式:光速 = 距離 / 時(shí)間。
距離:就是你測(cè)量的兩倍距離(光線來(lái)回跑的距離)。
時(shí)間:就是你測(cè)量的時(shí)間差。
2.開(kāi)始計(jì)算:把你測(cè)量的數(shù)據(jù)代入公式,算出來(lái)的結(jié)果就是你測(cè)得的光速啦!
3.對(duì)比結(jié)果:拿你算出來(lái)的光速和已知的光速(大約30萬(wàn)公里/秒)對(duì)比一下,看看誤差有多大。
小技巧和注意事項(xiàng):
環(huán)境光線:拍攝環(huán)境越暗越好,這樣能更清晰地看到光線反射回來(lái)的瞬間。
手速:盡量快速地打開(kāi)和關(guān)閉手電筒,減少人為誤差。
多次測(cè)量:多次測(cè)量取平均值,能有效減少誤差。
慢放精度:視頻慢放的倍速越低,時(shí)間測(cè)量就越精確。
耐心:這可能需要你反復(fù)嘗試幾次才能得到比較好的結(jié)果,別灰心!
誤差分析:為啥我的結(jié)果不對(duì)?
用這種方法測(cè)光速,肯定會(huì)有誤差的。影響結(jié)果的因素有很多:
測(cè)量誤差:距離測(cè)量不準(zhǔn)、時(shí)間記錄不準(zhǔn),都會(huì)導(dǎo)致誤差。
設(shè)備限制:手機(jī)的攝像頭和視頻編輯功能的精度有限,也會(huì)影響結(jié)果。
人為因素:手速快慢、判斷光線反射的時(shí)間點(diǎn),都會(huì)帶來(lái)誤差。
所以,咱們用短視頻測(cè)光速,主要還是為了體驗(yàn)這個(gè)過(guò)程,感受科學(xué)的樂(lè)趣。就算結(jié)果不準(zhǔn)確,也沒(méi)關(guān)系,重要的是你學(xué)到了東西,玩得開(kāi)心!
最后,祝大家都能測(cè)出屬于自己的“光速”!別忘了把你的“光速之旅”拍成短視頻,分享給你的朋友們,讓他們也感受一下科學(xué)的魅力!