光年~怎樣度量

光年是一種定義，即光行走一年的距離，我們只要知道光的秒速，就可以計算出光的”年速”，即是光年了。

但量度光的秒速也不是易事，科學家由開始發現度量方法，至準確測定光的秒速，都經歷了好幾百年。

１．木衛掩蝕觀察

歷史上第一次成功地測量光速，就是利用了木星衛星的掩蝕現象，所謂木星衛星的掩蝕指的是地球、木星和木星的衛星基本成一直線，木星的衛星恰好被木星遮擋，我們在地球上將觀察不到木星的衛星，即木星的衛星被掩蝕。但由於木星和地球之間有相當長的一段距離，所以地球上的觀察者會滯後一段時間觀察到木星的衛星被木星遮擋。如果我們測量出木星的衛星繞木星公轉的週期，我們將精確地預測每次木星的衛星被掩蝕的時間。

1675年，丹麥天文學家羅默（Olaf Roemer, 1644-1710）對木星的第一顆衛星（Io，木衛一）進行了觀測，當地球位於如下圖A位置時，觀測到木衛一公轉週期是約42.5小時，由於公轉週期是不變的，因此我們可預測下一次掩蝕發生的時間是42.5小時之後，再下一次應是85小時之後等等。但是，羅默發現這個預言並不準確。當地球由A逐漸向C運動時，下一次掩蝕發生的時間要比預測的推遲一點點，當過了大約半年時間，地球運行到C位置，而木星則由J1位置運行到J2位置（由於木星繞太陽運轉週期比地球週期長得多，因此木星的運動在這裡幾乎可以忽略不計），此時木衛一發生掩蝕的時間已經比預言推遲了1000秒。


圖片參考：http://www.tiszaparti-szolnok.sulinet.hu/Sulinetverseny/12b2001/Uses/Feny/Fenysebesseg_meresi__elemei/p12_1.gif

羅默很快意識到，如果認為光速是有限的話，這1000秒時間恰好對應光穿過地球軌道直徑所需要的時間。那個時代，地球軌道直徑被認為是大約2.76億公里（正確值是約3.0億公里），因此羅默得到的光速比正確值略小，但作為對光速的第一次成功測量，羅默的方法被載入了史冊。


２．　光行差現象

在羅默之後，英國的佈雷德利（James Bradley，1693-1762）又利用另外一種天文現象——光行差現象，對光速進行了測量。

為了理解光行差現象，我們可以假設自己在雨中行走，假設沒有風，雨滴是垂直落下的，如果靜止，我們應當把傘放在與地面垂直的方向上。假設我們向前運動，我們會感覺雨滴不是垂直落下的，而是傾斜地迎面落下的，傾斜的角度與我們運動的速度有關，當然也與雨滴下落的速度有關，如果我們改變自己運動速度的方向和大小，雨滴下落的傾角也相應會發生變化。


圖片參考：http://www.maths.abdn.ac.uk/events/einstein/Bradley.jpg


如果我們承認光速是有限的，遙遠恆星發出的光就好像雨滴一樣從天空中落下，如果地球是運動的，那麼垂直落下的星光就會變成傾斜落下的。我們知道，地球圍繞太陽以大約30公里/秒的速度公轉，其運動方向在不斷地改變著，這意味著星光落下的方向也在不斷改變，這就是所謂光行差。

1728年，佈雷德利對天龍座γ星（Gamma Draconis）進行了觀測，發現在6個月的時間裡，它的方向改變了40秒角度，由此他可計算出光速為約31萬公里/秒。佈雷德利的結果不太精確，但他提供了光速是有限的獨立證據。

３．　在地上量度光速

1849年斐索（Fizeau）首先用一不需天文觀測之方法而成功地量度光速。他的測定原理很簡單，是量測發出一閃光至遠方之反射鏡再回到觀測者的時間。如下圖所示，齒輪高速旋轉，光先經過F點之缺口０，再由Ｍ反射。反射回到齒輪處時，恰由齒b給遮斷。此時測得之齒輪轉速為12.6轉∕秒，這段時間ｔ為兩倍ＦＭ距離除以光速。齒輪共720齒，故其在此時間內轉了1/1440轉。

由C∕( 2FMx1440 )　轉∕秒＝12.6轉∕秒可知光速為：C = 194600哩∕秒＝313300 Km/s。


圖片參考：http://cslin.auto.fcu.edu.tw/eduteach/optic1/Image3-5.gif


經過多年的修正，終於在 1983 年第十七屆國際計量大會上, 作出決定, 將真空中的光速定為精確值299,792,458米/秒。而光年，國際天文學聯合會的更正式的定義為：在一儒略曆的一年的時間中（即365.25日，而每日相等於86400秒），在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方，一光子所行走的距離。所以一光年就等於 9,460,730,472,580,800米(準確)，或大約相等於9.46＊ 1015米。

參考資料：

http://www.qiji.cn/drupal/node/13360

http://cslin.auto.fcu.edu.tw/eduteach/optic1/p3-13.html

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%85%89%E9%80%9F&variant=zh-tw

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%85%89%E5%B9%B4&variant=zh-tw

其實是不需要那麼麻煩的.
人們已經測到光走一秒的距離,是300000000公里
光年其實如m,cm一樣是距離單位,也就是光走一年的時間

如一光年就是300000000*3600(一小時的秒)*24(一天的小時)*365(一年的日子)公里.
如此類推地計算

光年，長度單位，指光在真空中一年時間内传播的距離，即約九萬四千六百億公里（或五萬八千八百億英里）。由于西曆每年的长短不一，国际天文学联合会的更正式的定義為：在一儒略历的一年的時間中（即365.25日，而每日相等於86400秒），在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方，一光子所行走的距離。因為真空中的光速是每秒299,792,458米(準確值)，所以一光年就等於 9,460,730,472,580,800米(準確)，或大約相等於
圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/9/1/6/916edef84becfca94b0c3586179cd601.png
米 = 9.46 拍米。
光年一般是用來量度很大的距離，如太陽系跟另一恆星的距離。光年不是時間的單位。在天文學，秒差距是一個很常用的單位，一秒差距相等於3.26光年。
一光年也等於63,240天文單位。
光年到底有多大，用现在世界上最快的飞机来说，2004年11月16日，美国航空航天局（NASA）打破飞机最高速度纪录，达到11260公里/小时[1]。坐这种最快的飞机，要花多长时间才能飞过一光年呢？ 大约是10万年 （95848年）。而我们常用的商业飞机，最多也就是885公里/小时[2]。 目前人造的最快物體是1970年代聯邦德國和美國NASA聯合建造並發射的Helio 2衛星， 最高速度為72.2公里／秒（252792公里／小時） 根據力學原理，飛行１光年約需要４０００年的時間

一些比較

光由太陽到達地球需時約八分鐘（即地球跟太陽的距離為八“光分”，也稱為一個天文單位）。
已知距離太陽系最近的恆星為半人馬座比鄰星，它相距4.22光年。
我們所處的星系——銀河系的直徑大約有十萬光年。

假設有一近光速的宇宙船從銀河系的一端到另一端，它將需要多於十萬年的時間。但這只是對於（相對於銀河系）靜止的觀測者而言，船上的人員感受到的旅程實際可能只有數分鐘。這是由於狭义相對論中的移動時鐘的時間膨涨現象。
可見宇宙的直徑約有137億光年。