光的速度,为什么是恒定的,它含有能量吗,为什么那么快呢?
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发布时间：2022-05-04 21:42
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时间：2022-06-26 04:12
一般取30万km/h
介质中的光速
不同介质中有不同的光速值。1850年菲佐用齿轮法测定了光在水中的速度，证明水中光速小于空气中的光速。几乎在同时，傅科用旋转镜法也测量了水中的光速（3/4c），得到了同样结论。这一实验结果与光的波粒二象性相一致而与牛顿的微粒说相矛盾(解释光的折射定律时)，这对光的波动本性的确立在历史上曾起过重要作用。1851年，菲佐用干涉法测量了运动介质中的光速，证实了A.-J.菲涅耳的曳引公式。 [玻璃中光速2/3c]
光在水中的速度：2.25×10^8m/s
光在玻璃中的速度：2.0×10^8m/s
光在冰中的速度：2.30×10^8m/s
光在空气中的速度：3.0×10^8m/s
光在酒精中的速度：2.2×10^8
为什么是恒定的：1.光是有质量的物质.光由光子组成,一个光子的质量m=hυ/c² (推导见4).式中h为普朗克常量,υ为光的频率,c为光速.光子有质量,当然也就受力的作用而产生加速度.然而即使是产生加速度,光速也是不变的.因为c=△S/△t , 由于空间的扭曲使得△S发生了变化,而△t也发相应的变化,结果仍然是光速不变.有加速度的高速运动属于广义相对论的讨论范围,我也没有学过广义相对论,所以只能作些肤浅的见解.
2.麦克斯韦电磁场理论给出电磁波在真空中的速率
c=1/√(ε0μ0)
由于推导过程什分繁杂,我也没办法理解,这里仅给出推导结果.
式中ε0和μ0是两个电磁学常量,ε0=8.85*E(-12) C²/(N*m²) , μ0=1.26*E(-6) N*s²/C² , 将这两个数代入,c=2.99*E(8) m/s
这仅说明电磁波在真空中的速度为2.99*E(8) m/s ,只有证明了光是一种电磁波,才能证明光速度恒定.所以"光速恒定的问题要从光的波动性入手"
3.相对论时空观下,事物的因果关系是不会颠倒的.只是因和果之间的时间间隔因参考系的不同而不同.不同的参照系看到的都是先开*后死人,只是从开*到人死这个时间间隔不同.
4.光子的静质量为零.但光子是有动质量m的.光子的能量E=mc²
而光又是一种波,波的能量E=hυ
故光子的动质量m=hυ/c².
静止是相对的,静质量也是相对的.就跟速度是相对的,动能也是相对的一样.
5.经典力学只适用于宏观的、低速运动的物体.任何物质都具有波粒二象性.低速运动的物体波动性弱，所以从粒子性来解释.高速运动的物体波动性强，所以从波动性来解释.
加速器中的电子用粒子性来解释其速度也限于速度<<光速的情况.若电子被加速到接近光速，其速度、位移将变得不确定，经典力学的理论失效（这里再强调一次，经典力学只适用于宏观的、低速运动的物体），将不能再用粒子性来解释.高速运动的电子跟光子一样，都要从波动来解释.
海森伯测不准原理：我们测量一个粒子的位移与速度时，设测量出的位移与实际值的误差为△x，测量出的速度与实际值的误差为△v,则有△x*△v≥C
C为一个大于零的常数，数值是多少我忘了.
如果我们把位移测量得很准确，也就是误差非常小，△x趋于零，那么△v将变得穷大，也就是测得的速度非常不准确.
速度和位移不可以同时准确地测量，其中一个量测得越准确，另一个量测得越不准确.
这是经典力学无法解释的.
为什么快：1.光的速度是最快的是狭义相对论的基本假设。之所以作这个假设主要是发现光速是不因参考系的改变而改变，这个被麦克尔逊－莫雷实验所证明。之所以称为假设就是因为它不是可以直接被证明的，至少现在的技术还不行。在爱因斯坦之前，洛伦兹（就是洛伦兹力的那个洛伦兹）从纯数学的角度导出了所谓的洛伦兹变换来解释光速不变，以及调和牛顿力学与麦克斯韦方程的矛盾。这就导出了很多有趣的结果。具体可以参考http://ke.baidu.com/view/33340.htm
至于超越光速的东西，有科学家认为有存在所谓快子的东西，即它的最低速度就是光速。实验上肯定没有观察到过。至于有没有自洽的理论可以解释，我也不太清楚，这是非常前沿的东西。
2.这个是从数学上推导出来的结论，我还不知道有实验直接证明这个结论，因为现在还没有能达到跟光速相比本质上来说，运动速度越快质量越大这个应该是我们这个宇宙的性质之一。
3.其实光就是电磁波，就是能量。至于更深层次的，它跟空间有什么关系，大概要等到量子论跟相对论能调和在一起的时候才能解答。简单来说，光可以达到光速是因为它的静止质量为0，更本质的回答可能大概也跟空间的本质有关。爱因斯坦的后半生都在搞却没搞成的大统一场论可能才能回答这个问题。超弦理论是目前最有前途的理论，可以自己搜来看。
4.物体运动速度变快时，在物体上的人是不会感觉到时间有差异的。只有与另外一个参考系相比时，才会发现时间被压缩或膨胀。物体的运动速度越快，其实它上面的时间是膨胀的。
热心网友
时间：2022-06-26 04:12
热心网友
时间：2022-06-26 04:12
光是具有能量的，就好比用放大镜可以聚光烧纸，再比如说冬天里站在阳光下很暖和
至于光速为什么那么快，只能说是造物主的神奇吧，O(∩_∩)O~
希望你满意
热心网友
时间：2022-06-26 04:13
（电磁波的传播速度就是光速）
②光是一种波，可以传递能量。
③为什么这么快？我好像也不懂，我只能说，测得这么快……⊙﹏⊙b汗
热心网友
时间：2022-06-26 04:14
