Question

光速为什么不变

Answer 1

1、所谓“光速不变”，它是指对于任何参考系而言，真空中的光速是不变的。
2、这种说法的起因是，牛顿时代的速度叠加原理告诉我们：假设一辆火车速度为V1，车上人走的速度为V2，那么人相对地面的速度就是V=V1+V2。于是有人提出，在飞行的火箭上射出一束光，那么这束光的速度就能超越光速了。
3、但是爱因斯坦考虑了时间和空间的相对性后，根据洛伦茨变换推出相对论下的速度叠加公式为：V=（V1+V2)/（1+V1V2/C^2），通过上式可以看出，不管参考系以什么速度运动（当然参考系的速度不能大于光速，这违背相对论），光的速度还是C，不变。假设火箭的速度是0.6倍光速（即0.6C），火箭射出的光束速度是C，代入上式，速度叠加后光束的速度还是C。
这就是为什么光速不变。
4、你说的空中、水中、玻璃中光速改变，那就涉及到另外一个问题了。光在真空中速度最快，为什么在介质中速度降低？因为光是电磁波，它是由相互振荡的电场和磁场构成，电磁波在真空中无任何影响下，速度最快。但电磁波在介质中时，受到介质的介电常数和磁导率的影响，电场和磁场振荡频率会发生变化，因此光的速度就相应发生变化。
电磁波在介质中的传播速度公式为v=1/（√εμ）。

Answer 2

因为在物理中，真空中的光速已被证明是个常数。常数是被计算出来的，不是被测量出来的。正因为如此，许多其他物理量的定义都以真空中的光速这个常数来做。变了，其他物理量也会随之改变，整个物理界就会乱套了。