光速為什麼不變呢?為什麼光速不變?

2023-07-07 07:50:08 字數 4974 閱讀 9716

1樓:zxx一本正經

不用講,大家都知道宇宙中最快的東西是什麼。沒錯,就是光速。說到最快,有的人要來反駁了,非要拿宇宙膨脹和量子糾纏來說事,我們講的是宇宙裡物質的運動速度,而宇宙空間膨脹是指空間問題,這完全不是一碼事,不可以相提並論。

而量子糾纏講的是多種物質之間的關係,而不是一種運動關係,所以它與我們所說的速度也並無關係。

光是宇宙中運動最快的物質,它的速度是恆定的,維持在每秒三十萬公里不管什麼情況下都是不變的。就有人很好奇了,為什麼光的速度會保持不變呢?光沒有質量,它就沒有所謂相對靜止的狀態。

我們講過任何物體都有質量的,但是靜止的物體並非都具有質量,但是光就是一個非常特殊的例子。我們沒有足夠的能量給予某個物體,讓它超過光速。

根據質能方程,我們可以知道一個物體速度越快,質量就越大,當趨近於光速的時候,那麼質量就會接近無窮大。而達到這麼高速的狀態需要提供巨大的能量,能量也是需要接近無窮大。光速不僅僅是全宇宙擁有最快的物質,還是一個維持最高速度執行的物質。

這個速度不管對於哪個物質都是不變的。

光和時間其實存在著一種微妙的關係,有人認為時間是不存在的,只不過我們設定的罷了。這是開玩笑,如果認真去看一下光速,你就會發現時間把你耍的團團轉。也正因為時間的存在,不管我們在**測量光速都是一定值,並不會因為你在高速執行的列車以及平地上測量的改變而改變。

為了保證光的絕對性質,時間不是絕對不變的,空間也不是絕對不變的,並且空間和時間會以一種特殊的機制相互協調,相互影響,相互配合!這一切都是為了保證光速恆定,這是自然的法則!

2樓:欣欣樂樂

狹相對論中,無論在何種慣性系中觀察光在真空中的傳播速度,都是一個常數,不隨光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變。

3樓:惠華小知識

因為光這種物質是一種穩定物質,具備強大的穩定性和不變性,所以光速是恆定的不改變。

4樓:教育答主***

因為光速是已知速度中最快的速度,也就是恆定的。

為什麼光速不變?

5樓:

在地面上測光速,各個方向不變。而地球是繞太陽公轉的,所以如以太陽為參照系來計算地面上的光速,則光速是改變的,這說明光是疊加了地球的速度,而這個速度是以太給予的,也說明了地面上以太與地球是同步運動的。

6樓:熱心網友

關於這個光速不變的問題,它有兩個原因。

第一個原因,它是根據麥克斯韋的方程組光束必須不變,否則的話這個麥克斯韋的方程組就錯了!

第二個原因,它是我們人類已經觀測到的一個客觀事實,迄今為止,我們並沒有發現任何超過光速的東西,所以,以愛因斯坦為首的這些科學家們只能把它當做一個公理接受下來。要理解光速不變原理。首先要有拋棄固有的思維模式的思想準備,否則不容易理解。

因為愛因斯坦這個理論有點離經叛道。

我們都知道,描敘一個運動,必須有參考系才有意義。說一列火車時速100公里,是相對地面這個參考系。如果測量者跟著火車跑,測得的火車相對速度會小於時速100公里。

如果測量者是迎面過來,測得的火車相對速度就會大於時速100公里。這是一個經典力學中很基礎的運動觀,也切合我們的生活經驗,十分容易理解。

7樓:匿名使用者

把地球想象成一個大型遊戲地圖,我們通過實驗測出來的光速並不是真正的光速,光速實際上是無窮大。那不變的光速到底是什麼呢?是宇宙這個計算機在載入重新整理地球這個大地圖的速度。

就好像遊戲一樣,當我們嘗試測量光速的時候,宇宙計算機就以這個人為中心,向周圍載入重新整理地球大地圖,這個重新整理載入速度就是光速。因此,不管你如何做實驗,宇宙計算機載入重新整理處理地圖的速度都是有上限的,這個上限就是所謂的光速,實際上光速是無窮大。光其實是瞬間即達,只是地圖的載入速度導致光速延遲到達,讓我們誤以為是光速有極限。

8樓:冀初雙夏菡

無論在何種慣性參照系中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個常數,c=299792458m/s,這就是光速不變原理。

在高速時計算速度疊加不能簡單地把兩個速度相加。牛頓的經典力學是相對論模型在巨集觀低速下的完美近似。在巨集觀、低速、弱引力場模型中伽利略變換是近似成立的,而在微觀、高速、強引力場模型中則要使用洛倫茲變換。

洛侖茲相對速度公式:v=(v1+v2)/(1+v1v2/c^2)。把v1=v2=c代入,可得v=c。

9樓:閆意賞曼吟

光速不變是狹義相對論的基本假設,只是一個假設。

10樓:錯益夔傲安

1、所謂「光速不變」,它是指對於任何參考系而言,真空中的光速是不變的。

2、這種說法的起因是,牛頓時代的速度疊加原理告訴我們:假設一輛火車速度為v1,車上人走的速度為v2,那麼人相對地面的速度就是v=v1+v2。於是有人提出,在飛行的火箭上射出一束光,那麼這束光的速度就能超越光速了。

3、但是愛因斯坦考慮了時間和空間的相對性後,根據洛倫茨變換推出相對論下的速度疊加公式為:v=(v1+v2)/(1+v1v2/c^2),通過上式可以看出,不管參考系以什麼速度運動(當然參考系的速度不能大於光速,這違背相對論),光的速度還是c,不變。假設火箭的速度是倍光速(即,火箭射出的光束速度是c,代入上式,速度疊加後光束的速度還是c。

這就是為什麼光速不變。

4、你說的空中、水中、玻璃中光速改變,那就涉及到另外一個問題了。光在真空中速度最快,為什麼在介質中速度降低?因為光是電磁波,它是由相互振盪的電場和磁場構成,電磁波在真空中無任何影響下,速度最快。

但電磁波在介質中時,受到介質的介電常數和磁導率的影響,電場和磁場振盪頻率會發生變化,因此光的速度就相應發生變化。

電磁波在介質中的傳播速度公式為v=1/(√

光速為什麼不變?

11樓:匿名使用者

光速不變其實不難理解,我們經常說的光速不變不是指的「光在真空中傳播速度是30萬公里每秒」,而是在任何參照系中,真空中光的速度都是30萬公里每秒!這與牛頓的經典力學相違背,因為牛頓力學強調,任何速度都是相對的,參照系不同,速度就不同,但光速並不是這樣!

那麼為何光速非得不變?

事實情況是,沒有誰要求光速非得不變,它只是愛因斯坦為了協調解決牛頓經典力學與麥克斯韋方程組之間的矛盾而設定的一個假設,沒錯,就是愛因斯坦的一個假設!

牛頓經典力學表明速度是相對的,而麥克斯韋方程組暗示光速可以不存在參考系,在任何情況下都是恆定的。之後物理學界強迫提出了以太的概念,認為光速時相對於以太的速度,但之後我們都知道了,以太被證明不存在!

而愛因斯坦的偉大和聰明之初就在於他敏銳和獨特的思維方式:為什麼速度一定要是相對的呢?為何不能是絕對的,如果光速是絕對的(也就是光速不變),牛頓力學和麥克斯韋方程組便得到了完美的解決!

於是,愛因斯坦大膽假設光速不變原理。原則上,這個原理不能證明,只能「證偽」,也就是說科學家們只要在眾多現象中發現有一種「光速在變」的情況,就說明「光速不變」是錯誤的,但科學家們沒有發現!

所以,你也可以把愛因斯坦的「光速不變」假設當成一個公理。

什麼公理?就是不證自明的基本事實,不需要去證明的基本命題,是可以推匯出其他命題的起點,而不能通過其他公理推匯出來!

比如說,「兩點之間直線最短」就是最簡單的一個公理,我們不需要去證明它的真偽,也無需證明,如果你非要問為什麼,很簡單,你往遠處扔一骨頭,狗會沿著直線去追!狗都知道的事實你還不知道?還用證明!

這就是公理!

愛因斯坦的「光速不變」至今很多實驗所證明,但理論上這並不代表它一定正確,因為科學家們不可能證明所有的現象都能體現「光速不變」。

但這就是公理的特性,不需要去證明,除非你能找出比「光速不變」能更好地協調牛頓經典力學與麥克斯韋方程組之間的矛盾的更好辦法,否則就請接收「光速不變」。而且光速不變原理是如此簡單,而科學需要的就是簡單的東西,而不是複雜的概念!

12樓:

光速不變其實也是個假說,大家沒有完全吃透。你出現引力漩渦的時候,光的傳輸會慢一點。

光速為什麼是不變的

13樓:科創

光速不變原理,在狹義相對論中,指的是無論在何種慣性參照系中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個常數,不隨光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變。這個數值是299792458米/秒。

證明

光速不變原理:無論在何種慣性系(慣性參照系)中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個常數,都為公里/秒。證明光速不變的四項事實。

任意恆星光行差都長期保持不變,證明:光行差不隨時間變化,所以光速也不隨時間變化。所有恆星的光行差都為角距,證明:

所有恆星的光速都相同。《系統分析恆星光行差》中已經詳細論證了「光速不變」,所以不再重複。

光速恆星都是一個一個的小圓點,證明:任意一個恆星的所有的光線的光速都相同,即沒有不同光速的光線。因為沒有任何光速『變化』的現象,所以只有採用『反證法』。

設:某恆星發來兩種光速的光線;光速為c的光線,用c表示;光速為c的光線,用c表示;光速c>c因為c和c都是連續的,所以觀測者能夠同時接收到c和c;但觀測者同時接收到的c和c,必然不是同時從恆星發出的。因此設:

c發出的時刻為零;c發出的時刻為t;恆星零時刻的位置為a;t時刻的位置為b;因恆星週日視運動角速度ω=秒,所以a、b之間的角距φ=ωt再設:φ=10′(太陽直徑的1/3);恆星距離l=30光年。則:

t=φ/10×60÷秒)c傳播的時間t1=l/c=30(年)≈86400×365=946080000(秒)c傳播的時間t2=l/c據題意知:t2=t1+t=l/c+t=946080000+40=946080040(秒)所以:c=l/t2=946080000c/946080040≈公里/秒)即:

如果φ=10′,則c-c=公里/秒)=13(米/秒)也就是說:如果兩條光線的光速差為13米/秒,則這顆距離為30光年的恆星,就同時在角距為10′的a和b兩個位置上。光速連續比間斷變化的可能性大得多,如果恆星光速是在c和c的範圍內連續變化的,則看起來,該恆星應該是:

長度為10′角距的線段。因為從未看到過:恆星具有多個位置和任何拉長的現象,所以結論正確。

恆星都靜止,證明:所有恆星的光速都不隨時間變化,都始終恆為常數c不變。這是因為如果光速不斷變化,則看起來恆星必然是運動的。證明方法與上述類似,不再重複。

太陽光邁克爾遜——莫雷實驗證明:太陽光的光速不變。

光速到底為什麼不變為什麼光速不變?

1 所謂 光速不變 它是指對於任何參考系而言,真空中的光速是不變的。2 這種說法的起因是,牛頓時代的速度疊加原理告訴我們 假設一輛火車速度為v1,車上人走的速度為v2,那麼人相對地面的速度就是v v1 v2。於是有人提出,在飛行的火箭上射出一束光,那麼這束光的速度就能超越光速了。3 但是愛因斯坦考慮...

光速為什麼不變

一般光速不變是測量的 真空中的光速是一個物理常數 符號是c 等於299,792,458米 秒。根據愛因斯坦的相對論,沒有任何物體或資訊運動的速度可以超過光速。光速的測量方法 最早光速的準確數值是通過觀測木星對其衛星的掩食測量的。還有轉動齒輪法 轉鏡法 克爾盒法 變頻閃光法等光速測量方法 1983年,...

光速不變是因為時間也有相對性嗎,光速不變是因為時間也有相對性嗎

對對!你這算是真正說到點子上了!愛因斯坦就是這樣解決這個問題的。以時間變慢來湊光速不變。同樣思路,在創立廣義相對論時他又如法炮製。以空間彎曲來 使 光走直線。同意的意見。光速不變原理是作為相對論的一個公設。相對論的所有結果都是從這些公設出發匯出的。時間相對性是根據光速不變理論推匯出來的 1.時間相對...