光速不變論如何解釋(推倒),光速不變原理是怎麼理解的

2022-03-16 16:48:30 字數 5460 閱讀 3418

1樓:

日常經驗告訴我們,對速度的測量結果會隨測量者的狀態不同而不同.起初人們對光速也是這樣的看法.但是實驗(邁克爾迅-莫雷實驗)卻無法測出光速在不同參照系有什麼不同.

愛因就說,與其修改關於以太性質的設定,不如就認為光速是不變的吧,看能得出什麼結論.

簡單的說,不是先有理論預言光速不變再去驗證的,而是先有實驗測不出光速的不同才有的理論.

光速不變原理是怎麼理解的

2樓:匿名使用者

一個感性的猜想:光是物質的一種激發態,物質激發變為光子,光子的特性就是用很短的時間將自己的速度達到極限(設為c)。如果相對慣性系(相對速度為0),光源的速度為v,那麼光子將在很短的時間內把速度激發到c-v,再加上光源的速度v本身,就是c。

如果光是逆著光源的方向傳播,那麼光子將在很短的時間內把速度激發到 -(c+v),再加上光源本身的速度v,就是v-(c+v)= -c,還是恆定不變。這裡,有一個瞬間,光的速度是大於恆值c的,只不過這個瞬間很小,不容易**捉到。

這就很好的解釋了,在相對靜止的地面上的一束光的速度,跟在高速行駛的列車上的一束光的速度相同的疑問了。

有學問的人,可以試著去證明這個猜想,以及這個猜想背後的邏輯。

3樓:

簡單說明光速不變錯在哪

首先證明以太存在

邁克爾遜-莫雷實驗證明在地面上,各個方向的光速不變,而地球是運動著的,這說明光是疊加(這裡請不要用相對論知識去迴圈論證)了地球的運動才保持的各方向的速率不變,而光如是光量子、粒子則不會實時疊加地球的運動。所以光只能是波,而波是要靠介質傳播的,又由於光也能在太空中傳播,所以這個介質是以太,而地面上光速不變則說明了在地面上,以太是隨著地面一起運動的。

為什麼說愛因斯坦的光速不變錯誤

光是靠以太傳播的,在地面上,以太是隨著地面同步運動的,而地面上運動的物體、交通工具等因為質量小,基本不會改變以太運動,因此,無論在地面,還是在勻速執行的交通工具上,光都等同在地面傳播,也就是說光速對於勻速執行的交通工具是變的。而愛因斯坦因為拋棄了以太思想,稀裡糊塗地弄了個以地面為參照系,其真空(空間)光速不變,同時,以勻速執行的交通工具為參照系,其真空(空間)光速也不變的假設出來,這裡錯在勻速執行的交通工具的所謂真空(空間),並不會跟著交通工具走,所以這裡的參照系的光速不變是不對的。

在此錯誤認識下,為了解釋交通工具本身速度和光速疊加會對地面超光速問題,愛因斯坦強行改變參考系(交通工具)時間,認為是交通工具的時間變慢了,並以此為條件(不同參考系的光速不變,時間會變)推出了洛倫茲座標變換方程組,而此方程組實際是算的觀測結果,並非實時的真實情況。也因此,建立在此基礎上的狹義相對論是錯的。

4樓:匿名使用者

光速不變原理是錯的,因為光速=頻率×波長,而恆星發出的光的波長是一個衡量,就相當於一把尺子的長度,地球因為相對運動而測到的波長變長,人類只能測到相對波長,而波長本身的空間屬性不可能發生改變的

5樓:sky蕭禪

兩個事件之間相對速度增大會使空間和時間的重疊程度增大(不是直接相加()可以簡單的理解成事件以時間為介質傳播,

6樓:du知道君

愛因斯坦提出光速是永遠不變的,無論你的運動狀態如何,位置又如何,你所測得的光速永遠是c。然後由此推出了速度越快,時間過得越慢,等等

實際上這個是他一些假設的前提吧。基於光速不變,再給出很多推論

愛因斯坦提出的狹義相對論的基本假設就是,對於任何觀察者,無論其運動狀態如何,科學定律都是相同的。由此得出了時空的相對性,即時間和空間都不是絕對的,它們都是相對而言的。

如果超越光速,那麼時間將會倒流。但是相對論不允許時間倒流,因為根據e=mc^2,當速度增加時,物體所具有的能就會增加,那麼物體的質量也會相應的增加。而質量增加後再要增加物體的速度,就需要更大的能。

如果物體需要達到光速,就需要無限大的能量。所以只有一些沒有內稟質量的物質才能達到光速。

另外,由一個伽瑪引數(γ)也可知物體運動速度無法達到光速

更多的你可以參考

關於光速不變的問題

7樓:狙擊手王琦

你實驗的速度是相對的,參考系不同,速度也不同是經典力學中的速度概念!但是2023年麥克耳孫-莫雷實驗中,《高中物理選修3-4最後一章》不管什麼參考系,速度都不變!麥克斯韋你肯定知道吧!

光速就是利用麥克斯韋方程推倒出來的而且沒有任何條件!所以光速不是相對於參考系的速度!

8樓:卓韋之光

我認為,對於藍色電筒而言,時間相對變快了。

按照洛倫茲變換第一和第四方程:

速度v是有方向的,它是向量,藍色電筒和紅色電筒速度大小相同,方向相反,因此以手電筒發出的光的方向為正方向,紅色電筒速度為0.999c,藍色電筒速度為 - 0.999c,然後代入洛倫茲變換方程可以發現,計算出的藍色電筒時間t』比t大。

如何解釋光速不變原理?

9樓:

這是前提,不用解釋。相當於公設。

10樓:匿名使用者

頻率不變,波長不變.=>速度不變

11樓:握或

愛因斯坦2023年9月發表在德國《物理學年鑑》上的那篇著名的相對論**《論動體的電動力學》,提到光速問題的話有四段:

「光在空虛空間裡總是以一確定的速度v傳播著,這速度同發射體的運動狀態無關。」

「下面的考慮是以相對性原理和光速不變原理為依據的,這兩條原理我們定義如下:

1. 物理體系的狀態據以變化的定律,同描述這些狀態變化時所參照的座標系究竟是兩個在互相勻速平行移動著的座標系中的哪一個並無關係。

2. 任何光線在『靜止的』座標系中都是以確定的速度v運動著,不管這道光線是由靜止的還是運動的物體發射出來的。」

「對於大於光速的速度,我們的討論就變得毫無疑義了;在以後的討論中,我們會發現,光速在我們的物理理論中扮演著無限大速度的角色。」

「由此,當υ=v時,w就變成無限大。正像我們以前的結果一樣,超光速的速度沒有存在的可能。」

(《愛因斯坦奇蹟年━━改變物理學面貌的五篇**》[美] 約翰•施塔赫爾主編,範岱年、許良英譯,上海科技教育出版社2023年版 第97━98頁,第100━101頁,第109頁,第127頁。)

光速不變第四解為質速解,此解從質速關係得來。愛因斯坦質速關係式:

m=m0/√1-υ2/c2(m為運動質量,m0為靜止質量,υ為物體運動速度,c為光速)說明:物體以遠低於光速的速度(人體尺度下)運動時,質量變化不明顯,增加的質量忽略不計,可認為質量不變,以經典力學規律足可以應付計算需要。但接近光速運動時,物體質量增加較多,隨著向光速的靠近,質量趨向無限大。

大小兩極相通,質量無限大因兩極同一又為無限小,質量無限小可視為零,因此光子無靜止質量。光作為極限物,大小同一,動靜也同一,無靜止質量即為無運動質量。從質速關係式也可得m0=0時,m=0,υ=c時,此公式不成立。

有人認為沒有質量怎會有能量?須知電磁場為能量場,光量子又是能量子,因光子無質量,任一能量值在與質量對比時都為無限大,因無質量,運動中也不消耗能量,除傳遞能量給其它物體外,光子能量足以保持其速度不變。

光子無質量為知性所不容,人們到處尋找有質量的根據。有人認為光有光壓為有質量表現,但不知光壓乃光電效應表現,是光量子、光能轉化為電能的表現。也有人引愛因斯坦質能公式:

e=mc2(e為能量,m為慣性質量,c為光速),認為有質量才有能量,這就和前述質速公式衝突,這種衝突說明光作為極限物,獨立於兩式之外。我們根據另一能量公式:e=hν(e為能量、n為普朗克常數、ν為光頻率)可計算出一定頻率光之光子能量,使m=hν/c2推導光子潛質量。

注意,這裡指的是一定能量必對應一定質量,但對光子而言這只是其潛在質量而非實在質量,這就是實驗中找不到有質量的光子的原因,潛在質量只說明可以轉變為多少質量。如按經典力學觀點非認定光有質量,電磁場有質量,真空作為光量子場就要表現出巨大質量,一切有光的場所也會有沉重的質量壓力,含有電磁場的粒子質量都需加倍, 引力定律還會使真空形變。推理繼續,光越強,質量越大,引力越大,恆星都變成了黑洞,豈不荒謬!

電磁場為能量場,引力場為質量場,二者進一步同一才將潛在的質能關係揚棄為真實關係,這卻不是本篇所論之題。還有人以光線在引力場中彎曲來證光有質量,有質量的東西才受引力吸引。我們知道,能量為斥力,不受引力作用影響,至於為何會彎曲,以後自會了解。

電磁場有能量而無質量,引力場有質量而無能量,實物處二者間而兼有之,我們需再走一段才能真正瞭解它們。

光速不變的第五解為時空解,時空解源自愛因斯坦相對論。相對論告訴我們,物體高速運動時會發生「尺短鐘慢」的現象,這種現象在低速運動中變化極小,可按牛頓力學定律視其無變化,但在高速中變化明顯。如沿運動方向取1米的標尺,以地球時間1秒計算,每秒速度在3萬公里時,1米為0.

995米,1秒為1.01秒;在15萬公里時,1米為0.866米,1秒為1.

15秒;在29.7萬公里時,1米為0.141米,1秒為7.

1秒;在29.99萬公里時,1米為0.02米,1秒為50秒。

當物體運動速度達到光速時,物體沿空間方向的尺度會縮短為零,時間會慢到停止。

υ(公里/秒)

ι0(米)

ι(米)

t 0(秒)

t(秒)

0.1c=3萬

1 0.995

1 1.01

0.5c=15萬

1 0.866

1 1.15

0.9c=27萬

1 0.436

1 2.29

0.99c=29.7萬

1 0.141

1 7.1

0.9998c=29.99萬

1 0.02

1 50

c=29.9792 458萬

1 01 0「尺短鐘慢」效應說明空間和時間是隨物質運動速度的變化而變化的,它適用於一切物質,包括光。光速下,時鐘停擺,零時間意味著光在傳播過程中不消耗時間。空間是物質的延展性,時間是物質變化的連續性或延展性。

沒有時間就意味著物質靜止不變,保持原狀,所以光速不變。零時空雖是合理推論,是自然現象、自然法則,也為知性形而上學所不容。更有一部分人認為運動是絕對的,靜止時相對的,不但把運動與靜止相割裂和對立,且把本應一併使用的對應範疇——相對與絕對分贈不同事物,在形而上學中也淪落到低層次。

辯證法認為有無同一。零時空並不意味著真的一無所有,而是說我們無法測量這時空。無數光量子溶為一體,共同構成大統一場,不分彼此,此光即彼光,因為你無法分離出單個的光量子,你也就無法給定某個量子以特定的空間和時間。

這一現象與經濟學中全民所有疑難類同:生產資料歸全體人民所有,每個人都擁有生產資料,這只是象徵性的;每個人又不擁有生產資料,這是實際性的,無法確定哪些生產資料是某個人的,結果無產階級仍是無產階級。世風日下情況下,私心膨脹,就變成你的也是我的,不拿白不拿,大家都拿,拿大家的。

人類生活領域比起這宇宙來,渺如塵沙,不值一提。人長期生存於人體尺度領域中,其生活經驗及認識侷限於此,這個世界的兩極——極大和極小都在我們世界之外。如果不是近代人類面臨生存危機,迫使我們跨入兩極神祕之域,尋求新的生存空間,我們將永不能理解老子及黑格爾的辯證思想。

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