Question

1849年，法国科学家斐索用如图所示的方法在地面上测出了光的速度．他采用的方法是：让光束从高速旋转的齿轮的齿缝正中央穿过，经镜面反射回来，调节齿轮的转速，使反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央，由此可测出光的传播速度．若齿轮每秒转动n周，齿轮半径为r，齿数为P，齿轮与镜子间距离为d，则齿轮的转动周期为______，每转动一齿的时间为______，斐索测定光速c的表达式为c=______．

Answer 1

【答案】分析：由题意可知，根据齿轮每秒转动n周，则可求出齿轮的转动周期；由知道齿轮数P，就求出每转动一齿的时间；当光从齿缝正中央穿过，经镜面反射回来，反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央，因此根据x=vt可求出光速．
解答：解：根据齿轮每秒转动n周，则可求出齿轮的转动周期，则为t=，
由于齿轮数P，则就求出每转动一齿的时间，则为，
根据题意可知，当光从齿缝正中央穿过，经镜面反射回来，反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央，
所以由x=vt可得：2d=c，
解得：c=2nPd；
故答案为：，，2nPd；
点评：考查周期的概念，建立正确的物理模型，紧扣入射光线从齿缝正中央穿过，经反射又从下一个齿缝正中央穿出，恰好借助于齿轮转动的时间来求解．