光是萬物之源。光合作用造就了地球上的生命,而光和火則推進(jìn)了人類文明的進(jìn)程。千百年來,無數(shù)人前仆后繼,希望能從科學(xué)的角度上解讀光。其中,對光速的測定在科學(xué)史上具有非常特殊而重要的意義,它打破了光速無限的傳統(tǒng)觀念,讓人們得以窺探到光的本質(zhì),推進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展。
在方正等地區(qū),都構(gòu)建了全面的區(qū)域性戰(zhàn)略布局,加強(qiáng)發(fā)展的系統(tǒng)性、市場前瞻性、產(chǎn)品創(chuàng)新能力,以專注、極致的服務(wù)理念,為客戶提供成都做網(wǎng)站、成都網(wǎng)站建設(shè)、成都外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè) 網(wǎng)站設(shè)計制作按需求定制制作,公司網(wǎng)站建設(shè),企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),品牌網(wǎng)站設(shè)計,成都營銷網(wǎng)站建設(shè),外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè),方正網(wǎng)站建設(shè)費(fèi)用合理。
光伴隨人類發(fā)展(wordpress)
伽利略的兩個燈籠
一直到17世紀(jì),對于光是否擁有速度這一問題,科學(xué)界都還沒有定論。早在公元前4世紀(jì),就有人提出,光是一種運(yùn)動,必須花費(fèi)一些時間來行進(jìn),因此,光是具有速度的。這個說法被很多鼎鼎有名的人包括亞里士多德、開普勒、笛卡爾所反對,他們認(rèn)為,光的傳播是瞬間完成的,不需要時間。
在科學(xué)界,打嘴仗是沒有用的,只有實驗才能終結(jié)爭論。早在1638年之前,愛挑戰(zhàn)權(quán)威的伽利略就進(jìn)行了史上第一個測定光速的實驗。他的實驗計劃非常簡單:找來兩個人和兩盞燈籠,讓他們分別站在兩座相距一英里的山頂上。第一個人舉起燈籠時便開始計時,第二個人看到第一個人的燈籠便也立即舉起自己的燈籠,當(dāng)?shù)谝粋€人看到第二個人的燈籠時便停止計時,這樣一來二去就可以得到光行進(jìn)兩英里所需要的時間,從而求出光的速度。
燈籠實驗的示意圖(hamamatsu)
稍微一想便知道,這個實驗的誤差太大,絕對不可能成功。伽利略也承認(rèn),自己的實驗沒辦法給出確切的光速,他只知道,光的速度一定非???。他沒有猜錯:如今我們已經(jīng)可以計算出,光行走兩英里所需要的時間大約是11微妙,這是不可能被人所察覺的。
雖然這個燈籠實驗質(zhì)樸得有點(diǎn)好笑,但是這個嘗試卻為光速的測定開了先河。作為科學(xué)界的紅人,伽利略也引領(lǐng)時尚,為這個物理問題帶來了不少關(guān)注。
伽利略(wikipedia)
太陽系是他的沙盤
在巴黎天文臺就職的丹麥天文學(xué)家奧勒·羅默(Ole R?mer)是世界上第一個通過實驗測量給出光速具體數(shù)值的人。他進(jìn)行推算的沙盤,大到讓人感到不可思議:羅默是靠木星及其衛(wèi)星的移動、與太陽及地球的位置關(guān)系估算出光速的。
羅默(sciencefigure)
奇妙的是,追溯起來,羅默的推算,還要感謝伽利略。
為了紀(jì)念伽利略,NASA的木星探測器“朱諾號”帶上了意大利提供的伽利略鋁質(zhì)紀(jì)念牌,上面鐫刻有伽利略自畫像和他于1610年發(fā)現(xiàn)木星衛(wèi)星的親筆記錄(wikipedia)
1610年,伽利略通過望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)木星周圍的四個天體,并觀測到它們會忽然消失,據(jù)此,他推斷這四個天體是木星的衛(wèi)星,在圍繞木星旋轉(zhuǎn)的某些時刻,它們會藏到木星的背后。這是伽利略推翻“日心說”的有力證據(jù),這個現(xiàn)象也被稱為“行星掩星”,而其中最靠近木星的衛(wèi)星一號(木衛(wèi)一)的此種現(xiàn)象,被稱為“木衛(wèi)一蝕”。
“木衛(wèi)一蝕”就是羅默計算光速的關(guān)鍵。當(dāng)木衛(wèi)一繞到木星背后的時候,它會在望遠(yuǎn)鏡的視野中忽然消失,這叫做“消蹤”,當(dāng)木衛(wèi)一蝕結(jié)束時,木衛(wèi)一會忽然出現(xiàn),這叫做“現(xiàn)蹤”。當(dāng)時的人們已經(jīng)計算出了木衛(wèi)一的公轉(zhuǎn)周期,它每隔42.5小時就繞木星一周,每次都會出現(xiàn)一次木衛(wèi)一蝕。
羅默繪制的示意圖,其中A為太陽,B為木星,小圓是木衛(wèi)一的軌道。當(dāng)木衛(wèi)一位于CD陰影之間時,發(fā)生木衛(wèi)一蝕(wikipedia)
羅默認(rèn)為,雖然木衛(wèi)一蝕的周期恒定,但由于地球與木星距離的改變,觀測到木衛(wèi)一蝕的時間也會有所改變。簡單地說,當(dāng)?shù)厍蛟诠D(zhuǎn)軌道上靠近木星的位置上時,會更早地看見木衛(wèi)一現(xiàn)蹤,而當(dāng)?shù)厍蛞苿拥诫x木星較遠(yuǎn)的位置上時,光行進(jìn)到地球所需的時間就會變長,那么木衛(wèi)一現(xiàn)蹤的時間就會推遲。這個時間差足夠大,比起伽利略的燈籠實驗,可觀測性要大多了。
大圓是地球的公轉(zhuǎn)軌道。當(dāng)?shù)厍蛩幬恢貌煌ㄈ缬贚、K點(diǎn))時,觀察到的木衛(wèi)一現(xiàn)蹤時間不同(wikipedia)
羅默花了十幾年時間來觀測木衛(wèi)一蝕,他只憑借著望遠(yuǎn)鏡、手表,記錄一年之中不同日子里木衛(wèi)一蝕的時間差,再計算這些時刻地球位置的改變,便得到了非凡的結(jié)果:他預(yù)言,1676年11月9日上午5點(diǎn)25分45秒發(fā)生的木衛(wèi)一現(xiàn)蹤將推遲10分鐘。巴黎天文臺的其他同事懷著將信將疑的態(tài)度,觀測并驗證了他的預(yù)言。羅默還推算出光速大約為220000千米/秒。
太陽系示意圖,紅色為木星公轉(zhuǎn)軌跡,藍(lán)色為地球公轉(zhuǎn)軌跡(動圖)(wikipedia)
這個數(shù)值和今天我們知道的光速(約299792千米/秒)相差甚遠(yuǎn),但已經(jīng)是一個非常了不起的結(jié)果。要知道,當(dāng)時人們連太陽離地球有多遠(yuǎn)都不知道。而且,羅默光速的誤差,更多的要?dú)w咎于當(dāng)時計算水平的不足,他的方法是非常準(zhǔn)確的?,F(xiàn)代的科學(xué)家按照羅默的方法進(jìn)行計算校正后,可以得到非常接近現(xiàn)代光速的數(shù)值298000千米/秒。
8公里外的反光鏡
羅默過后的科學(xué)界一片沉寂,花了差不多兩百年,才出現(xiàn)了愿意投身測量光速的新人。1849年,法國物理學(xué)家阿曼達(dá)·斐索(Armand Fizeau)首次在地球上測量出了光的速度。
阿曼達(dá)·斐索(wikipedia)
他使用了光源、旋轉(zhuǎn)的遮板和一個固定在大約8公里開外的反光鏡,方法原理與伽利略的大致相同,并不難理解。當(dāng)光源發(fā)出的光線由轉(zhuǎn)動遮板的齒輪空隙射至遠(yuǎn)方的反光鏡被折返回來時,只有在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速下才能再次穿過遮板的齒輪空隙從而被觀測到。
斐索測量光速的示意圖(wikipedia)
斐索使用了一個擁有720個齒輪的遮板,旋轉(zhuǎn)的速度為12.67轉(zhuǎn)/時,通過這種方法,斐索算得光速是315000千米/米,之所以和目前的光速有著一定差距,是因為遮板齒輪擁有一定的寬度,因此限制了測算的精確度。
1862年,法國物理學(xué)家萊昂·傅科(Léon Foucault)在斐索的實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行改良,將旋轉(zhuǎn)的遮板換成了旋轉(zhuǎn)的平面鏡,光在遠(yuǎn)方折返回來后打在旋轉(zhuǎn)鏡上,只要知道平面鏡的旋轉(zhuǎn)速度、光束最后被平面鏡反射出去的角度,就可以計算出光的速度。經(jīng)過多次測算,傅科的光速刷新了歷史,精確到了298000千米/秒,離如今的約299792千米/秒已經(jīng)非常接近。
傅科實驗的示意圖(物理網(wǎng))
用光重新定義米
我們剛剛介紹到的測量方法,都是基于“距離-時間-速度”的公式計算的。想要提高精確度,唯一的方法就是拉長測算的距離。1926年,一個叫麥爾克遜的美國人將反射鏡間的距離提高到了35公里,測得光速為299796千米/秒。這是當(dāng)時最精確的數(shù)值,但很快人們就發(fā)現(xiàn),想要計算最精確的數(shù)字,靠原始的光學(xué)法是行不通的。
從20世紀(jì)初開始,科學(xué)家們開始試著用電子學(xué)的方法測量光速。這也標(biāo)志著,光速的測定從遙遠(yuǎn)的天上、田野里轉(zhuǎn)移回了實驗室中,科學(xué)家們埋頭在微小的電路板間、精巧的光電器械中苦修。1972年,美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所的科學(xué)家們利用激光干涉法測量光速,得到了299792456±1.1米/秒的數(shù)值。
激光干涉法是什么意思呢?簡單地說,一束頻率已知的激光被分開成兩半,行走不同的路徑,之后再被匯合起來??茖W(xué)家們在觀察干涉圖樣的同時調(diào)整路徑的長度,就可以計算出精確的波長、從而計算光速。
一束左側(cè)射入的紫光被分開成紅藍(lán)二光,之后將它們匯合。調(diào)整路徑的長度將形成不同的匯合圖樣(wikipedia)
這個數(shù)值有多么精確呢?事實上,它唯一的不確定性主要來自于“米”定義的不確定性。也就是說,錯的不是光速,而是米。為了解決這個問題,1983年,在第17屆國際度量衡大會上,人們重新定義了“米”,從那以后,1米就是光在真空環(huán)境下1/299792458秒內(nèi)通過的長度。這個決定徹底解決了光速測量的問題,給這段長達(dá)300 年的物理學(xué)史畫上了圓滿的句號。
用光來定義米(fringetruth)
光速測量年表
1.計劃
與往常一樣,計劃總是要放在第一優(yōu)先級的。一旦你在紙上開始解決你的設(shè)計難題,你就已經(jīng)準(zhǔn)備好建立你的站點(diǎn)了。
2.充分利用好原型軟件
推薦使用Adobe Edge Reflow,它能讓你使用媒體查詢,在程序內(nèi)設(shè)置斷點(diǎn)并設(shè)計適配桌面電腦、平板電腦和手機(jī)的布局。然后,你可以將CSS復(fù)制到另一個像Adobe Dreamweaver或者其他HTML編輯器來進(jìn)一步優(yōu)化你的設(shè)計。這些響應(yīng)式網(wǎng)站制作工具就很重要了
3.首先考慮一個移動端策略
如果你是第一次創(chuàng)建手機(jī)網(wǎng)站,接著就可以擴(kuò)大規(guī)模,在平板和桌面電腦上設(shè)計網(wǎng)頁了。這三個平臺的重點(diǎn)都在網(wǎng)頁logo和文字上。如果文字能在移動設(shè)備上能讀得很輕松,然后你在平板和臺式機(jī)平臺上就不會有什么問題了。
4.謹(jǐn)慎使用導(dǎo)航
如果你的站點(diǎn)只有兩到三個導(dǎo)航按鈕,你可以把這些按鈕包含在屏幕上一個簡單的菜單里。如果有更多的菜單元素,你可能想考慮創(chuàng)建一個有下拉菜單項的單個圖標(biāo)。
5.先大致把網(wǎng)站創(chuàng)建起來,整體感受下
一些像Jiffy軟件之類的公司,會首先創(chuàng)建整個頁面布局,然后才開始寫代碼,這樣能保證他們做到客戶想要的外觀和感覺。當(dāng)創(chuàng)建一個移動端的頁面時,非常重要的一點(diǎn)是把按鈕設(shè)計足夠指尖能覆蓋住那么大,另外一點(diǎn)就是使界面保持既簡潔又實用的狀態(tài)。許多設(shè)計者傾向于往移動端界面添加太多的元素,這會導(dǎo)致設(shè)計和實用性的問題。當(dāng)有疑問時,保持簡潔的頁面就好了。
6.準(zhǔn)備好使用很多軟件程序
對許多用戶來說,使用一個WordPress模板就足夠了,但如果你想實現(xiàn)一個復(fù)雜的設(shè)計,你可能需要使用自定義程序,并且為每個站點(diǎn)單獨(dú)寫點(diǎn)個性化的代碼了。
舉個例子,如果你的布局很簡單,你可以使用一個像Moboom之類的模板,但對一個更復(fù)雜的布局,你可能就需要使用像Adobe Dreamweaver之類的程序來設(shè)計桌面電腦布局,用像GoMobi來設(shè)計移動端網(wǎng)頁布局了。
7.圖像
當(dāng)創(chuàng)建響應(yīng)式設(shè)計布局時,要為每個布局使用優(yōu)化的圖像。這會減少縮放和寬帶的問題,使用JPEG、GIF和PNG-8格式的圖像,而不要使用PNG格式,因為它會讓你的文件大小膨脹5到10倍。
8.使用精確的圖像參數(shù)
比如500X300像素,100ppi,并且把圖像的尺寸大小調(diào)整匹配,這樣會消除縮放比例,也將保留圖像的分辨率和質(zhì)量。如果你的圖像還需要縮放的話,這可能會導(dǎo)致顏色深度和分辨率等一系列的問題。
9.使用視差滾動
這能讓你的網(wǎng)站響應(yīng)的方式變得更受歡迎。與許多設(shè)計元素一起設(shè)計,這個效果可能會過猶不及。
10.關(guān)于升級的問題
如果你設(shè)計的網(wǎng)站是一個一次性的,這樣更新的問題就沒必要考慮了。但如果你想做一個交給別人來維護(hù)更新的網(wǎng)站,要確保它能很容易得到更新,包括要給后來人寫好升級指南、確保你代碼中有合理的注釋以及文檔,這樣其他需要更新的人員就能看明白你都做了些什么,可維護(hù)/更新這一點(diǎn)往往是非常有必要的。
11.在移動設(shè)備上盡量少的使用文字
只使用那些必要的文字,而不是把你的桌面電腦設(shè)計復(fù)制到你的移動端來。后者往往會造成長期滾動的頁面,這種糟糕的體驗會讓你在移動端失去很多用戶。
12.使用谷歌設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
在這個頁面,你會學(xué)到為智能手機(jī)設(shè)計站點(diǎn)時谷歌給你的建議、除此之外,你會發(fā)現(xiàn)怎么樣才能讓你的手機(jī)網(wǎng)頁加載速度更快。
13.測試代碼段和模板
使用API的時候,要小心。你偶然的一個行為可能會導(dǎo)致站點(diǎn)的性能問題。如果有疑問的話,測試下組件先。
14.創(chuàng)建框架的工具
創(chuàng)建響應(yīng)式設(shè)計的一個快速方法是,在已有的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次設(shè)計,比如用現(xiàn)成的主題去創(chuàng)建一些子主題之類的。這回為你節(jié)省大量的時間,因為你不必再去從零開始建一個新的布局了。
15.簡潔的設(shè)計
這個對響應(yīng)式網(wǎng)頁設(shè)計來說尤其重要。一定要保證在設(shè)計你的網(wǎng)站時,要去掉所有的非必需品,這將大大縮短頁面加載時間。
總結(jié)
隨著響應(yīng)式網(wǎng)頁設(shè)計越來越火,性能變得越來越重要了。多考慮這類事情:精確的代碼,測試模板組件,優(yōu)化圖像等,所有這些事情都會讓你的站點(diǎn)加載更快,性能更好。
制作wordpress全屏視差滾動設(shè)計俺能為您而做。
制作wordpress全屏視差滾動設(shè)計俺能為您而做。
制作wordpress全屏視差滾動設(shè)計俺能為您而做。