基本介紹
- 中文名：菲佐
- 外文名：Armand Hippolyte Louis Fizeau
- 國籍：法國
- 出生地：巴黎
- 出生日期：1819年9月23日
- 逝世日期：1896年9月18日
生平簡介,菲佐實驗 Fizeau experiment,
生平簡介
菲佐（Armand Hippolyte Louis Fizeau 1819～1896）法國物理學家。1819年9月23日生於巴黎。早年攻讀醫學，後轉入法蘭西學院學習光學，並在阿拉果指導下在天文台學習。1860年成為巴黎科學院院士。曾長期擔任巴黎工業大學教授。1856年獲得特里埃尼亞爾獎。1866年英國皇家學會授予他倫福德獎章。1896年9月18日於梵都爾逝世。
菲佐早年的研究工作大部分是和傅科合作進行的，這些研究大多與改進照相方法有關.他們用溴代替達蓋爾照相術中的碘，從而改善了達蓋爾照相術，並於1845年第一次攝得清晰的太陽表面像，開創了天文照相技術的新紀元。1848年，還用分光儀觀察了天體光譜，又使用起偏振器獨立地發現光譜的都卜勒效應，套用這一效應可測定天體的視向速度，因此被稱為都卜勒－菲佐效應。
使菲佐聞名於世的是他首創了在實驗室的條件下進行光速測定的方法。1849年9月，菲佐利用旋轉齒輪機構將通過兩齒輪隙的光束用遠處的反射鏡“劈開”，從時間和拉長了的距離可在實驗室測出光速，這樣測得光的速度為315000千米/秒。對他的實驗他自己評價說：“我最近用了一個新方法來觀察光傳遞的速度，結果頗為成功。在我看來，它為準確研究這一重要現象提供了一個新途徑。”在談到他測得的光速值的誤差時，他說：“初次實驗提供的光速值，與天文學家們公認的光速值只有很小的差別。”1850年5月，他又利用這一方法測定了光在水中的速度，並與空氣中的光速值進行比較，得出水中的光速小於空氣中光速的結論。這一結論有利於光的本性的爭論中波動說一派的觀點，因此歷史上它被認為是光的微粒說還是波動說正確的判決性實驗，但這已是一個遲到的判決。
菲佐在其他方面的研究工作還有：首先在感應圈內引進電容器，還研究過熱使物體膨脹的問題。
菲佐實驗 Fizeau experiment
這是直接測定光的曳引係數的實驗。菲佐在1851年用如圖所示的裝置進行他的實驗。光源S發出的光被分束器P（塗有半透明金屬鍍層的傾斜放置的玻璃板）分成Ⅰ和Ⅱ兩束，經過適當放置的三塊反射鏡M1、M2、M3，兩束光沿矩形PM1M2M3以相反的方向行進，回到P處會合，光束Ⅰ中有一部分透射進入望遠鏡筒T，光束Ⅱ中有一部分反射進入T，兩者在那裡形成干涉條紋。為了測定運動介質部分曳引光的效應，在M3M2和PM1路徑中設定水流速度為v的水管。光束Ⅰ始終與水流反向，光束Ⅱ始終與水流同向。除在兩水管中的光程有差異外，兩束光的其他部分光程是相同的。這光程差可用兩束光通過水管的時間差Δt與真空光速c的乘積表示。設運動水流的曳引係數為f，故水曳引光束獲得速度±fv，逆水光束Ⅰ通過水管的總速度為(c/n-fv)，順水光束Ⅱ的總速度則為(c/n+fv)。所以，兩束光的時間差為
用光之波長λ來度量光程差cΔt，得到
用實驗觀測得到的δ值及參數l，v，λ，n之值代入，得出f的觀測值為0.48，與由公式f=1-1/n^2的計算值0.43相符合。由此而得的光在運動介質中的傳播速度是
u=(c/n)±v(1-1/n^2)
當介質逐漸稀薄時，n→1，u→c。結論就是，光在真空中的速度是普適常數c，與所用的慣性參考系無關。而按伽利略的速度合成公式，應是u=c±v。
實際上，以上光在運動媒質中的傳播速度公式，在相對論中利用愛因斯坦速度合成定律立即可得。設實驗室參考係為S，與運動媒質水相對靜止的參考係為S′，則光在S系中的速度u，在S′系中的速度為u′=c/n，S′系的速度為v，它們之間的關係是
u=(u′+v)/(1+vu′/c^2)
=(c/n+v)/(1+v/nc)
≈(c/n)(1+nv/c)(1-v/nc)
≈(c/n)(1+nv/c-v/nc)
=(c/n)+v(1-1/n^2)
可見，完全用不到什麼曳引係數這些額外的概念，相對論就能自然地解釋實驗的結果。在相對論創立前，曳引係數的概念是很神秘的。愛因斯坦很重視它，它在引導愛因斯坦建立相對論的過程中，曾起過相當大的作用。
