为什么光速总是永恒不变的呢?
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2013-12-04
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光速不变简介
A
B
C
D
在相对论中,光速不变是很特殊的,不是我们简单理解的匀速直线运动,而是指在真空中,光没有相对速度。光速在相对论中有两个观点:一是光不具有相对速度,这是相对论的前(提下面将分析);二是光速c是运动速度的极限,这是相对论的结论(根据洛伦兹转换)。
在上图中,我们设A点沿平面D并且相对于平面D以五万公里/秒的速度运动,运动方向如图;C点以相反方向运动,相对平面D速度也为五万公里/秒。B为一束光,运动方向与C点同向,相对平面D的速度为c。根据相对论的光速不变原理,这束光B相对于A点的速度为c,相对于C点的速度也为c。显然,这是不可能的。
我们以下图作为分析对象:
A
B
C
A、B物体在地面运动,相对地面运动速度分别为每小时20与30公里。D为B物体上的一个光源。对两物体之间的相对速度进行测量时,无论在地面上还是在A、B物体上进行测量:同向运动时相对速度是10公里每小时;逆向运动相对速度是50公里每小时。相对速度的这种变换就称为伽利略变换。
按照经典相对论前提解释:但当你在地面或A、B物体上对D点发出的一束光的速度进行测量时,则不具有以上转变。在B物体上测得光速为c;在地面上测得的光速不会是c+30或c-30,也是c;在A物体上测得得光速不会是c+10或c-50,也是c。以上现象与麦克尔逊-莫雷△N=0实验结果相结合。就成为爱因斯坦光速不变原理的理论基础,即:在所有惯性系内测得真空中的光速恒为c,也就是光速与惯性系的选择无关,或者说光速与光源或观察者的运动无关。因此伽利略变换不成立,爱因斯坦抛弃了这一理论。
但爱因斯坦忽略了一个基本的物理现象:就是多普勒效应。在各处所测得的光速虽同为c ,但其频率是不同的,而频率的不同恰恰是运动所引起的,而且与相对运动速度大小成正比。由在《五维时空坐标》中的分析结论知道,这是光与其它物体具有相对运动速度的间接表现。因此对于光(或电磁波、或微观粒子?)而言,麦克斯韦电磁理论、相对性原理、伽利略变换同时成立,在不同惯性空间中,光(或电磁波、或微观粒子?)还具有洛伦兹转换;宏观物质则是速度v、相对性原理、伽利略变换同时成立,没有洛伦兹转换。进一步分析我们知道,它还有更多的物理内涵。
光以上运动速度变化,在相对论中用洛伦兹转换表达,爱因斯坦将其称为是运动引起的时空效应变化。在五维时空坐标中这种变化也同样能用洛伦兹转换表达,只是物理内涵不同《参见五维时间与空间》。在相对论中洛伦兹转换只有一种表达,实际应该有趋近光源与远离光源两种不同的表达式。
因此五维时空坐标及其推论结论不能成为推翻相对论的充足理由,只能认为相对论具有缺陷或还有更大奥密。五维时空坐标及其推论结论还可能为相对论提供更坚实的基础。
相对性原理:此原理认为相对静止和做匀速直线运动的参考系是等价的,物理规律在这些参考系中有相同的表现形式。
麦克斯韦电磁理论认为:电磁场以波的形式在真空中传播,运动速度为一个常数c。也就是说电磁波在真空中传播速度是恒定的。进一步的研究表明,光波就是电磁波,c就是光速。
A
B
C
D
在相对论中,光速不变是很特殊的,不是我们简单理解的匀速直线运动,而是指在真空中,光没有相对速度。光速在相对论中有两个观点:一是光不具有相对速度,这是相对论的前(提下面将分析);二是光速c是运动速度的极限,这是相对论的结论(根据洛伦兹转换)。
在上图中,我们设A点沿平面D并且相对于平面D以五万公里/秒的速度运动,运动方向如图;C点以相反方向运动,相对平面D速度也为五万公里/秒。B为一束光,运动方向与C点同向,相对平面D的速度为c。根据相对论的光速不变原理,这束光B相对于A点的速度为c,相对于C点的速度也为c。显然,这是不可能的。
我们以下图作为分析对象:
A
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A、B物体在地面运动,相对地面运动速度分别为每小时20与30公里。D为B物体上的一个光源。对两物体之间的相对速度进行测量时,无论在地面上还是在A、B物体上进行测量:同向运动时相对速度是10公里每小时;逆向运动相对速度是50公里每小时。相对速度的这种变换就称为伽利略变换。
按照经典相对论前提解释:但当你在地面或A、B物体上对D点发出的一束光的速度进行测量时,则不具有以上转变。在B物体上测得光速为c;在地面上测得的光速不会是c+30或c-30,也是c;在A物体上测得得光速不会是c+10或c-50,也是c。以上现象与麦克尔逊-莫雷△N=0实验结果相结合。就成为爱因斯坦光速不变原理的理论基础,即:在所有惯性系内测得真空中的光速恒为c,也就是光速与惯性系的选择无关,或者说光速与光源或观察者的运动无关。因此伽利略变换不成立,爱因斯坦抛弃了这一理论。
但爱因斯坦忽略了一个基本的物理现象:就是多普勒效应。在各处所测得的光速虽同为c ,但其频率是不同的,而频率的不同恰恰是运动所引起的,而且与相对运动速度大小成正比。由在《五维时空坐标》中的分析结论知道,这是光与其它物体具有相对运动速度的间接表现。因此对于光(或电磁波、或微观粒子?)而言,麦克斯韦电磁理论、相对性原理、伽利略变换同时成立,在不同惯性空间中,光(或电磁波、或微观粒子?)还具有洛伦兹转换;宏观物质则是速度v、相对性原理、伽利略变换同时成立,没有洛伦兹转换。进一步分析我们知道,它还有更多的物理内涵。
光以上运动速度变化,在相对论中用洛伦兹转换表达,爱因斯坦将其称为是运动引起的时空效应变化。在五维时空坐标中这种变化也同样能用洛伦兹转换表达,只是物理内涵不同《参见五维时间与空间》。在相对论中洛伦兹转换只有一种表达,实际应该有趋近光源与远离光源两种不同的表达式。
因此五维时空坐标及其推论结论不能成为推翻相对论的充足理由,只能认为相对论具有缺陷或还有更大奥密。五维时空坐标及其推论结论还可能为相对论提供更坚实的基础。
相对性原理:此原理认为相对静止和做匀速直线运动的参考系是等价的,物理规律在这些参考系中有相同的表现形式。
麦克斯韦电磁理论认为:电磁场以波的形式在真空中传播,运动速度为一个常数c。也就是说电磁波在真空中传播速度是恒定的。进一步的研究表明,光波就是电磁波,c就是光速。
2013-12-04
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也不是,光在不通介质里面得传送速度也不一样
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2013-12-04
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在不同介质中是不同的
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