作业帮光速不变性怎么理解,为什么会这样?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/09 00:49:07
光速不变性怎么理解,为什么会这样?
光速不变性怎么理解,为什么会这样?
光速不变性怎么理解,为什么会这样?
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?