什么叫光速不变性?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/09 10:34:30
什么叫光速不变性?
什么叫光速不变性?
什么叫光速不变性?
光速不变,指的是真空中的光速在任何参照系中不变,通俗的讲,假设有一束光,如果你处于静止状态测量它的速度,是一倍光速.如果你以0.99倍光速和这束光同方向运动,也就是追着光走,那么这束光相对与你的速度仍然是一倍光速.如果你以0.99倍光速逆着光运动,那么这束光相对与你的速度还是1倍光速.
为什么光速不变
首先你要理解什么是光,什么是电磁波.
电磁波是磁场和电场的交替传递.变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,两者交替产生,交替传播,形成电磁波.
三楼对于科技史和相关的科学理论以及试验结果的理解不正确.
根据麦克斯韦方程组推导电磁波的传播,可以产生两个至关重要的结论.
第一,电磁波的传递是不需要介质的,因为在推导电磁波的过程中所有与介质有关的量全部可以略去.最后只剩下真空磁导率和介电常数,也就是说,在没有任何介质的条件下,麦克斯韦方程组对于光速的推导仍然是成立的.因此电磁波不需要任何介质,在真空就可以传播.注意,不需要介质和可以在介质中传播是两码事.
第二,光速和参照系无关.因为真空磁导率和介电常数与参照系都没有关系,由它们计算出来的光速自然也和参照系无关.从物理上来讲,介质的运动状态一定是受到参照系的影响的,而不需要介质的光,自然也不会收到参照系的影响.
1887年迈克尔逊的光学试验的直接结论是光速不变.他的试验的初衷是:由于地球在不同方向上相对于以太的运动速度不同,因此在不同方向上(不同参照系)的光速也会不同,因此只要测量这种光速的差,就能发现以太,并且计算出以太的性质.但是实验的结果是:各个方向上的光速是一样的,或者说光速是不变的,因此以太不存在!
洛伦茨和爱因斯坦的差别.洛伦茨提出了很关键的洛伦茨变换,但是他没有能够进一步解释为什么会出现时间和空间的变化.而爱因斯坦从光速不变这一前提推导出了洛伦茨变换.
请注意,光速不变是相对论的基础而不是结论,爱因斯坦是通过光速不变推导出了相对论,而不是根据相对论推导出光速不变,三楼所说的和事实完全相反.
宇宙中的“空气”不可能代替以太,不可能“供”光传播.
原因很简单,对于光来说,宇宙中的星际物质是一种不连续介质.声波在空气中传播时,它的波长远远大于空气分子之间的距离,声波的传播是大量空气分子集体运动的结果.但是在宇宙中虽然存在稀薄的星际物质,但是这些物质实在太稀薄了,每两个分子之间的距离远达几米,在这两个分子之间当然不存在可以“传播”光的所谓空气.
“波速不变性”纯属无稽之谈,任何依赖介质传播的波的速度都受到参照系的限制,光速不变是因为它根本不依赖介质.我举一个最简单的例子,在流动的水面扔下一个石子,我们可以直观的观察一下,逆流方向的水波传递速度和顺流方向是不是一样的?同样我们可以反过来考虑,如果水是静止的,人是运动的,那么以我们自己为参照系,测量出来的水波速度是不是一样的?
就是说无论是在那个惯性系中光速总是这么高的速度
如手电筒发出的光是以每秒30万公里的速度射出,那么如果把手电筒加速到15万公里每秒的速度再射出光线,那么射出的光速还是30万公里每秒。又或者你以15万公里每秒的速度去追光那么你看到的光的速度还是30万公里每秒...
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就是说无论是在那个惯性系中光速总是这么高的速度
如手电筒发出的光是以每秒30万公里的速度射出,那么如果把手电筒加速到15万公里每秒的速度再射出光线,那么射出的光速还是30万公里每秒。又或者你以15万公里每秒的速度去追光那么你看到的光的速度还是30万公里每秒
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爱因斯坦假设:
任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。
大学教材修正的假设:
光速不变原理:在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中,所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。
这个问题的由来是这样的:
十九世纪中叶,麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了以光速C传播的电磁波的存在。到十九世纪末,实...
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爱因斯坦假设:
任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。
大学教材修正的假设:
光速不变原理:在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中,所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。
这个问题的由来是这样的:
十九世纪中叶,麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了以光速C传播的电磁波的存在。到十九世纪末,实验完全证实了麦克斯韦理论。电磁波是什么?它的传播速度C是对谁而言的呢?当时流行的看法是整个宇宙空间充满一种特殊物质叫做“以太”,电磁波是以太振动的传播。但人们发现,这是一个充满矛盾的理论。如果认为地球是在一个静止的以太中运动,那么根据速度叠加原理,在地球上沿不同方向传播的光的速度必定不一样,但是实验否定了这个结论。如果认为以太被地球带着走,又明显与天文学上的一些观测结果不符。
1887年迈克尔逊和莫雷利用光的干涉现象进行了非常精确的测量,仍没有发现地球有相对于以太的任何运动。对此,洛仑兹(H.A.Lorentz)提出了一个假设,认为一切在以太中运动的物体都要沿运动方向收缩。由此他证明了,即使地球相对以太有运动,迈克尔逊也不可能发现它。爱因斯坦从完全不同的思路研究了这一问题。他指出,只要摒弃牛顿所确立的绝对空间和绝对时间的概念,一切困难都可以解决,根本不需要什么以太。
但是今天,我们认识到光传播的介质就是空气,宇宙中并非绝对真空,依然存在稀薄的气体,可以供光传播。这样一来,以太也不在需要,相对论成为空气稳定时的一种测量结果,这个规律也普遍存在于任何波速相同情况下,波的表现。任何波都有波速不变性,光速不变性,只是其中的一种。
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他就是不求变.你理解他干JB啊.
用最简单的解释一下吧
就是光的速度永远是一个定值(真空) 是一个常数 只要你在公式中看到C这个字母 那就永远是30万公里每秒(约等)
在任何参照物中 光速也是不变的
举例 在一个接近光速的飞行器上打开手电筒 那手电筒光的速度也是30万公里每秒...
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用最简单的解释一下吧
就是光的速度永远是一个定值(真空) 是一个常数 只要你在公式中看到C这个字母 那就永远是30万公里每秒(约等)
在任何参照物中 光速也是不变的
举例 在一个接近光速的飞行器上打开手电筒 那手电筒光的速度也是30万公里每秒
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光速不变原理和尺缩钟慢原理是狭义相对论的两大基本原理.
光速不变就是无论在何种惯性系(惯性参照系)中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。
这个数值是299,792,458 米/秒。
SB就是不受任何影响了