【物理基础Ep14】费曼物理学讲义内容梳理（十）
第 5 章 时间与距离
&5.6 .长的距离
第一段：测量——
大的东西：选用一种长度单位再加上计数；
小的东西：取一个较小的单位，然后数出这个单位组合成一个较长单位时所需的数目。
第二段：三角法测距离：安放在地球上两个不同地点的两个望远镜，将会告诉我们所需要的 两个角度，计算出星体离我们的距离——测定了人造卫星的高度，测得地球到月球的距离。
第三段：对太阳的方法——利用天文观察方法来测量所有行星出现的位置之间的相对距离，从而得到一幅有关太阳系的图像，以显示每个行星间的相对距离，但这不是绝对距离，因此需要测出一个绝对距离，测出绝对距离的方法——
测出地球到爱神星的距离，对这个小行星使用三角法，再使用每个行星间的相对距离得出绝对距离。
第四段：喷气式推进实验室用直接的雷达观测非常精确地测定了地球到金星的距离——
已知光传播的速度，并且假定，在地球与金星之间无论何处这个速度都相同，发射无线电波，测得电波往返时间，从时间推测距离——距离的另一种定义。
第五段：更遥远的恒星的距离：利用地球绕太阳公转，冬天和夏天望远镜对准同一颗恒星，，通过观测角度测得距离。
第六段：更远的恒星：
恒星的颜色可以估计它的大小和亮度；
利用颜色-亮度关系来确定这个星体的内在亮度；
恒星颜色和内在亮度（大多数情况之中）之间存在着一个平滑的关系：对于一个给定的内在亮度，其表观亮度是随距离的平方而减小的；
利用亮度求出距离——
验证：对球状星团的一群恒星作测量后，所得的结果很好地证实了这种星际距离测量方法的正确性。
第七段：研究球状星团的另一个发现 ：在天空的某一部分有许多星团高度集中，并且其中大部分离地球的距离大致相同，这个集中处是银河系的中心，银河系中心的距离——约10^20m。
第八段：以银河系的大小，测量更大距离：假设别的星系直径和银河系相近，那么从它的表观大小就能算出它的距离——有证据支持，所有星系都有相近的大小——还用三角法。
第九段：我们认为，从地球到我们的宇宙界限——10^26m，是我们能想象的最大距离！
&5.7 .短的距离
第一段：划分距离——
1米划分成1000个相等的间隔，简单；
利用好的显微镜，将1毫米分成1000个等份能做到，有点困难；
把1微米分成更小的尺度更困难——我们“看不见”一个比可见光的波长（大约5*10^(-7)m
）还要小的物体。
第二段：划分更小的尺度：依靠电子显微镜，用拍照方法对更小的尺度（比如说一直到10^(-8)m）继续划分；
测量更小的尺度：间接的测量，即用一种显微镜规模的三角法，对更小的尺度进行测量——
从观察波长短的光（X射线）如何在间隔为已知的标记所组成的图样上被反射的情况，确定振动的波长；
从同样的光在一块晶体上被散射的图样，我们就能确定原子在晶体中的相对位置，所得的结果与化学方法确定的原子间距离相符合；
原子直径约为10^(-10)m。
第三段：原子核的大小为10^(-15)m：原子与原子核之间在物理尺度上存在 一个很大的“空隙”；
测量原子核大小：测量表观面积σ，称之为有效截面，通过σ=πr^2求得半径。
第四段：核的截面的测量：使一束高能粒子通过某种材料的一块薄板，然后观察没有通过薄板的粒子数——
这些高能粒子通常会穿过薄薄的电子云，而只有当他们碰上了质量集中的原子核时，才会被阻止或者被偏转。
第五段：面积的计算：一个很小的粒子在通过物质时，能打在一个核上的机会，正好等于其中所有核的剖面所占的总面积除以这个物质的总面积。
参数：面积A中有N个原子，粒子束中射到薄板的粒子数为n1，从薄板另一边射出的粒子数为n2，粒子数量的比值=对应面积的比值，可推导公式：
第六段：长度单位“费米”：10^(-15)m，几年物理学家费米，核的半径大约为10^(-15)m的1~6倍。
第七段：更小的距离：未解之谜。
第八段：“米”的定义——
地球半径的(π/2)*10^(-7)倍——不方便，也不准确；
保持在法国一个特殊实验室中的一根棒上两条刻线之间的距离——不精确，不稳定，不普遍；
新定义：选定一根光谱线，把大家一致同意的它的波长的（任意）倍数作为长度的单位。
第九段：距离测量和时间测量的结果有赖于观察者：
两个相互运动的观察者在测量看来似乎是同一事物时，将会得到不同的距离和时间——距离和时间间隔随着测量时所用的坐标系（或“参照系”）不同而有不同的大小。
第十段：完全精密的距离测量或时间测量是为自然规律所不允许的，误差——
——位置测量的不确定性是与离子的波动本性有关的。
第十一段：空间和时间的相对性意味着时间的测量也有一个最小误差——
——时间的不确定性也是与物质的波动本性有关的。
