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微波炉加热奶油至融化,由于微波的震荡作用,在微波炉内会形成驻波,这使得融化的奶油出现波纹。
在奶油溶化后,将奶油取出并放在冰箱内迅速冷却。
则固化后的相邻两个波纹的顶端,对应于驻波的波节。而该驻波的波节,对应于微波波长的二分之一。
用千分尺测量出相邻两个波纹的距离。
然后再从微波炉的说明书中找出微波炉的参数,由微波的频率以及千分尺的测量结果,即可推算出微波的速度。
由于微波也是一种电磁波,所以也就同时得出了光速。
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准备:
做这个小实验最快捷、最“有味”的办法是使用棉花糖。如果没有棉花糖,用一大板巧克力也可以代替。当然要有一台微波炉、一个可用于微波炉加热的大盘子以及一把尺。
.在盘子的底层铺上一层棉花糖,最好是用不同颜色的彼此交错地铺。然后关键的一步是取出微波炉中的旋转托盘,否则实验就无法进行。如果你所使用的微波炉没有旋转托盘,那最好换一台有旋转托盘的,但是在实验之前一定要把它取出。
步骤:
把装有棉花糖的盘子放入微波炉,用低档加热几分钟,或者也可以加热到棉花糖气泡为止。然后把装棉花糖的盘子取出。
这时应该看到有部分的棉花糖被熔化了,但并不是所有的。事实上,熔化的棉花糖是有一定的图案规则的。这个图案和你所使用的微波炉有关,但总的来说可以看到熔化和没熔化的棉花糖在某个方向上会交替出现。
造成这一现象的原理和微波炉加热食物的道理是一样的。微波炉中所发出的微波很快会在放置食物的空腔内形成驻波。当频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加时,合成的波并不会向前推进,而是驻留在原地,故称驻波。当食物在微波炉中转动的时候,驻波的波峰就会穿过食物,通过激发水分子加热它。
测量微波:用尺子测量两块相邻熔化的棉花糖之间的距离,两者的距离大约在5-6厘米左右。这正是驻波两个波峰的间距。正因为事先取出了旋转托盘,这样棉花糖才没有在微波炉中旋转,也才没有被均匀加热,只是在驻波的波峰处被加热了而已。反过来,这盘棉花糖也向你展现了驻波在所使用的微波炉中的分布情况。
寻找频率:最后需要知道你所使用的微波炉的工作频率。通常这个数值会写在微波炉的背面。对于绝大多标准的微波炉来说,这个频率为2450兆赫兹。如果在微波炉的背面没找到,直接采用2450兆赫兹这个数值也无妨。
测量光速: 现在测量光速所需的东西都已经齐了。下面就是利用一个非常基本的物理学公式: 波的速度(c)=频率(f)×波长(L)
两块相邻熔化棉花糖之间的距离其实是驻波波长的一半,即L/2。原因就在于虽然驻波不会向前传播,但是经过半个周期之后它的波峰会变成波谷,波谷也会变成波峰。因此,如果你测量到的距离是6厘米,微波炉的工作频率是2450兆赫兹,那么光速就是2450×1000,000/秒×6厘米×2=294,000,000米/秒。 真空中的光速为299,792,458米/秒,两者非常接近。
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这里有一个试验成功的方法。
“呜呼汝敢鄙视吾”说得有道理,我也不觉得微波炉里可以形成驻波,但在一个平面上会形成干涉。利用这一点,可以这样:
1 把转盘弄掉。这很重要,正因为有干涉,才需要转盘使得食物被均匀加热;
2 打一碗鸡蛋清(也可以弄一大块杂牌巧克力(德芙或者金蒂化的太快,搞不定)),放在中心;
3 估计一下时间,加热就好了;
4 拿出来,你会发现蛋清表面有几块已经凝固,测一下它们的中心距,就是半波长了,再利用2450Hz求c。
注:巧克力的情况不知怎样,反正蛋清的误差是很大的,你试一下就知道什么现象了(放心,不骗你,不会爆炸的)。
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一般我用眼睛 在距离微波炉半米远的时候 我开启微波炉 于是我按下计时器 等我看到微波炉里的光我马上按下计时器 之间的时间大概在0.00000000167秒 不过现在的计时器一般显示不了这么小的数 所以这是我心算的时间 然后把0.5米除以它就测出来了 我测的不太准 不才 也就这样了
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必须打击你一下!你把主次关系弄倒了!微波的参数都是在得知光速的情况下计算出来的,如果不知道光速就不可能知道微波一些参数,你这个问题就没有存在的意义了。
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为什么要冷却啊?直接量不行吗?不过你还真是强啊 但是有证据证明那个波纹一定和微波的波长有关吗??会不会只是热传导的结果
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你离你的微波炉1米。
使用微波炉,亮起灯,你看见的光比你按下开关慢0.000000000333循环秒,通过计算知道光速。
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我记得和理学院的混蛋讨论过什么题目,和这个有点关系
不知道楼主的方法通过了没有,不过我觉得有点奇怪,因为微波炉的微波是不定向的(在6个面的空间内四处反射),形不成平行波驻波的条件
总之求波长这个核心思路是没错的,至于方法容我想想
哦对了,貌似微波炉的频率不用查,全世界都是2450MHz
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这个方法我觉得不可行,因为相邻的两个波节相差太小,个人认为这个距离不会产生出可以用仪器测量出的波纹来
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楼主是在炫耀吧?
我不会用微波炉测光速,但是我会用一个馒头测万有引力常数,要想知道我怎么做的,先给我这120分,咧嘴嘻嘻笑!
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呵呵!这是驻波法测光速。你测的光速是多少啊?误差是多少?
手段新颖,是不是想来show一下啊!赫兹当年要是有微波炉,也许他也这样做了,呵呵^_^
PS:赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反射电波的锌板,入射波与反射波重叠应产生驻波,他也以检波器在距振荡器不同距离处侦测加以证实。赫兹先求出振荡器的频率,又以检波器量得驻波的波长,二者乘积即电磁波的传播速度。
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你这个办法理论上只能检验光速,不能测定光速。因为微波炉的很多参数都是在知道光速以后才计算出来的,所以在不知道光速时,微波炉的很多参数都无法知道。既然这样,光速又从何测起呢?
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你说的这个方法行吗?这只是理论上而已,实际上的测量误差一定很大
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你能测量吗?
微波炉的频率是2.45MHz。你用千分尺测波长??
白痴吧你。
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拿个钟,一个电筒就ok
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你的想象力也太丰富了,拜托微波炉没有接收装置,无法测出数据
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小生愚钝,光速不敢测,也测不准。声速倒可以、、、、、
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太牛了,我读书的时候怎么没想到呢