Question

1849年，法國科學家斐索用如圖所示的方法在地面上測出了光的速度．他采用的方法是：讓光束從高速旋轉(zhuǎn)的齒輪的齒縫正中央穿過，經(jīng)鏡面反射回來，調(diào)節(jié)齒輪的轉(zhuǎn)速，使反射光束恰好通過相鄰的另一個齒縫的正中央，由此可測出光的傳播速度．若齒輪每秒轉(zhuǎn)動n周，齒輪半徑為r，齒數(shù)為P，齒輪與鏡子間距離為d，則齒輪的轉(zhuǎn)動周期為______，每轉(zhuǎn)動一齒的時間為______，斐索測定光速c的表達式為c=______．

Answer 1

【答案】分析：由題意可知，根據(jù)齒輪每秒轉(zhuǎn)動n周，則可求出齒輪的轉(zhuǎn)動周期；由知道齒輪數(shù)P，就求出每轉(zhuǎn)動一齒的時間；當光從齒縫正中央穿過，經(jīng)鏡面反射回來，反射光束恰好通過相鄰的另一個齒縫的正中央，因此根據(jù)x=vt可求出光速．
解答：解：根據(jù)齒輪每秒轉(zhuǎn)動n周，則可求出齒輪的轉(zhuǎn)動周期，則為t=，
由于齒輪數(shù)P，則就求出每轉(zhuǎn)動一齒的時間，則為，
根據(jù)題意可知，當光從齒縫正中央穿過，經(jīng)鏡面反射回來，反射光束恰好通過相鄰的另一個齒縫的正中央，
所以由x=vt可得：2d=c，
解得：c=2nPd；
故答案為：，，2nPd；
點評：考查周期的概念，建立正確的物理模型，緊扣入射光線從齒縫正中央穿過，經(jīng)反射又從下一個齒縫正中央穿出，恰好借助于齒輪轉(zhuǎn)動的時間來求解．