如何通俗易懂地解釋光速的證明原理?

時間 2021-06-01 01:07:43

1樓:

有點看不懂題目。

什麼叫「光速」的證明原理?

光速測量方法好幾位答主已經說了。

我盲猜一下題主是想問「光速不變」的原理?

光速不變,完整一些的表述是:「真空中光速對於任何慣性參考係的觀察者都是乙個常數」

要解釋也簡單,光是一種波,這恐怕個人都知道了。

用另一種常見的波來模擬,日常中我們最常見的波是聲音,在1個標準大氣壓下氣溫15攝氏度時音速是340m/s。

那麼問題來了,這個340m/s的音速是「針對誰」的速度?是哪個觀察者(聽眾)測出的速度?

車站大喇叭廣播,靜止站在站台上測得的音速,與坐在呼嘯而過的動車上測的音速一樣嗎?

答案是測得的音速一樣,頻率不一樣。

這是波的性質,波的速度由波介質的物理性質決定,與波源,與觀測者運動狀態無關。

光也是波,電磁波,它傳播的介質是真空,從麥克斯韋方程組可以推出,真空中電磁波速度由真空磁導率和真空介電常數決定,這是真空的物理性質。真空處處都相同(無法想象出這裡的真空比那裡的真空「更空」),真空對任意慣性系觀察者都是真空,所以真空中測得的光速是個常數。

2樓:陳雪明

神說光速不變光速當然不變。

光子大神神通廣大,無論凡人凡物以何速度追趕光子大神,光子大神始終比凡人凡物的速度快乙個c值。

愛因斯坦開創現代物理神教,傳教士和信徒遍天下,為當今世界第一大教。

愛因斯坦成功地把以實證為宗旨的物理學改造成以不可證偽的類神學為宗旨的現代類宗教組織。

在愛因斯坦神巫理論的灌輸下,物理放棄了以實驗探索研究自然規律,而代之以脫離實踐的臆想數學公式強行解釋自然現象。

現代物理神教假科普之名行傳教之實,在科普的幌子下大肆傳授神巫理論,把大量天資優秀的學子改造成神教信徒。

3樓:郭群

光速的證明原理?光速是指光作為電磁波,在特定介質中的傳輸速度。這是定義,不需要證明。

光速的屬性有大小、方向、波粒二像性等。作為波速時,方向是各方同性,大小通過頻率(波數/每秒)乘波長(公尺數/每波)確定(公尺/秒)。經過廣泛科學實驗,排除誤差、評估不確定度後,測得真空中光速幾乎一致。

同時經過實驗活動,排除誤差、評估不確定度後,測得真空中影響光速的兩個常數,經過麥克斯韋方程組的推導,得到的光速與實測的光速幾乎一致。經過乙個國際科學組織確認後,光速被定義為乙個最最最重要的常量,命名為C。

為什麼光速在不同的實踐活動中如此一致呢?通過總結前人的成果,歸納物理規律證明如下。

郭群:光速不變原理的實踐和理論及其相對性

關於波速是個什麼東西,不在本問題之內。

4樓:風清揚

1.現有的實驗只能證明光量子相對於它即將射向的物體速度不變 ,不能證明它相對於所有的物體速度不變。

2.猜想光量子事先就知道它將射向哪個物體,和該物體建立一種關聯,然後以c迫近它。當然不同物體的時間定義是不同的,這裡指按照這個物體時間概念的c。

3為什麼這樣猜想?惠勒的延遲選擇實驗,自行體會。光速不變是光量子無處不在的延遲選擇。

4.有人說光速不變是因為同時性的相對性,錯的,光速不變是狹義相對論的前提,不是結論。

5.有人說光速不變是麥克斯韋方程推導出來的,錯的,麥克斯韋從來沒有說過光速不變,他計算出來光速,他只是沒有指明這個速度是相對於誰的。事實上,在他意識裡,這個速度很可能是相對於以太的。

5樓:Youngler

光速慢的地方,鐘也慢尺也短,結果感覺光速還是那麼快。所以光速不變是一種測量效應。很像工人拿根鋼尺量玻璃長度,怎麼量都是這個長度,雖然長度實際是與溫度有關

6樓:朱成斌

為什麼光速與引力加速度是恆值與質量無關?

為什麼不同質量太Sunny手電筒光燒火光正負電子對毀滅光的光運動速度相同,與為什麼不同質量的雞毛鐵球的下降加速度都是9.8公尺秒相同。

7樓:莫非

我猜樓主想問的是為什麼光速是乙個這麼奇葩的值而不是乙個整數,我就從這方面回答一下。

首先,公尺的定義早於光速的發現。最早1m的定義是地球本初子午線長度的4000萬分之一。後來由於要用物理常量重新定義基本物理量(m,s,kg)就用銫原子震動頻率定義秒,光速除以秒定義公尺。

但是這個定義不能與早期的定義在數值上有太大的出入,因此真空光速才會是這麼乙個複雜的值。

8樓:「已登出」

你錯了,光速不是通過太陽到地球的距離除以時間算的。搜尋答案一下再來提問。

而是已知距離,已知光速,得出了時間。

邁克耳孫自己設計了旋轉鏡和干涉儀,用以測定微小的長度、折射率和光波波長。2023年,他得到的光速為299910±5千公尺/秒;2023年,他得到的光速為299853±6千公尺/秒。這個結果被公認為國際標準,沿用了40年。

邁克耳孫最後一次測量光速在加利福尼亞兩座相差35千公尺的山上進行的,光速測量精確度最後達到了299798±4千公尺/秒。他就在這次測量過程中中風,於2023年去世。

在雷射得以廣泛應用以後,開始利用雷射測量光速。其方法是測出雷射的頻率和波長,應用c=λν計算出光速c,目前這種方法測出的光速是最精確的。根據2023年第15屆國際計量大會決議,把真空中光速值定為c=299 792 458公尺/秒。

在通常應用多取c=3×108公尺/秒。

9樓:張浩

樓上各位幹什麼呢。。。他想知道的應該是光速怎麼測出來的。至於把光速規定為299792485m/s那是最近幾十年的事了。

旋轉齒輪法、旋轉稜鏡法,自己查吧

10樓:歐陽閏水

不用證明,它就是個定義,你也可以定義為3.0E8m/s,只不過就相當於重新定義1公尺了,會造成混亂的。

光速不變這個才是公理,公理的意思就是不用證明,其它結論都用它推導出來。

也可以選擇另乙個等價描述作為公理,光速不變原理當作定理來證明,愛因斯坦覺得不方便就沒採用。

或者發明乙個更普遍的理論體系,能解釋更多現象,找個更基礎的公理,這樣才需要證明。

11樓:小小透明

這個我大概題主問的意思。光速的測量方法以及歷程其他答主有介紹,我就不重複說了。

但是我要說一下現在光速的定義,現在的真空中的光速是個絕對準確沒有誤差的值,為什麼這麼說呢。首先確定一下背景,就現在的物理理論來說,真空中的光速是個常量這個是首先要確定的,只是這個數字是多少不好說。這個是基本的背景。

經過各個先賢的測量,得到了各種各樣的光速(也有計算出來的),這些都有誤差,只是精度不同。直到後來,國際計量組織一想,光速是確定的啊,那我可以用光速來定義長度的基本單位公尺(m)啊,這樣的話公尺(m)就得到確定了,光速也得到乙個確定的值。為了貼近以前人們使用的公尺(m)的長度,國際計量組織對公尺(m)做了新的定義:

光在真空中經過1/299792458秒走過的路程即為1m

有了這個定義之後,那麼我們就可以說現在的光速就是299792458m/s且絕對準確沒有誤差,因為公尺就是這麼定義的,即使要出問題,也是我們的測量工具的誤差導致測量的秒和測量的M有誤差,不是光速不準確。

其實這個完整邏輯就是我們用乙個大概的M測量(計算)得到了乙個大概的光速,然後我就用這個光速在盡量貼近我們正在使用的M來重新定義M,然後這樣得到的光速就是乙個絕對準確也沒有誤差的值,即使以後真的發現有問題,也是我們使用的M和定義的M有誤差,而不是光速不對,當然國際計量組織也可以重新定義M,那樣光速就有可能改變

12樓:凌紫宸

常量是由測量得到的...

要證明的話你倒是證明乙個看看啊....

我們只能說證明有這麼乙個常量存在,比如說愛因斯坦靜態宇宙的宇宙常量,雖然後面被證明宇宙是動態的。

可這個常量是多少,除了測量出來,沒人知道。

光速也是如此

比如伽利略曾經建議,使光行一段7.5千公尺的路程以測定其速度,但因所用的裝置不完善而未成功。

2023年,丹麥天文學家羅邁第一次提出了有效的光速測量方法──利用木星衛星的成蝕。惠更斯根據羅邁提出的資料和地球的半徑,第一次計算出了光的傳播速度約為200000千公尺/秒;2023年,英國天文學家布拉德雷得出光速為310000千公尺/秒;2023年,法中國人菲索測得光速是315000千公尺/秒;2023年,法國物理學家傅科測出光速是298000千公尺/秒;2023年,考爾紐測得光速為299990千公尺/秒。接下來以光速測定為終身目標的是邁克耳孫。

邁克耳孫2023年畢業於美國海軍學院,並留校教物理和化學。大約在5年後,開始進行光速的測量工作,隨後遊學歐洲,在德國和法國學習光學。回國後離開海軍成為凱斯學院物理學教授。。

邁克耳孫自己設計了旋轉鏡和干涉儀,用以測定微小的長度、折射率和光波波長。2023年,他得到的光速為299910±5千公尺/秒;2023年,他得到的光速為299853±6千公尺/秒。這個結果被公認為國際標準,沿用了40年。

邁克耳孫最後一次測量光速在加利福尼亞兩座相差35千公尺的山上進行的,光速測量精確度最後達到了299798±4千公尺/秒。他就在這次測量過程中中風,於2023年去世。

在雷射得以廣泛應用以後,開始利用雷射測量光速。其方法是測出雷射的頻率和波長,應用c=λν計算出光速c,目前這種方法測出的光速是最精確的。根據2023年第15屆國際計量大會決議,把真空中光速值定為c=299 792 458公尺/秒。

在通常應用多取c=3×10^8公尺/秒。

13樓:[已重置]

光速的值不是公理,光速在不同參照系不變也不是公理,只是乙個假設,美其名曰原理。以前的光速是測出來的,但現在的光速是龜腚(約定)出來的。

14樓:

光速不變原理是推導出來的,

光速的實際大小是測量出來的,所以你的問題實際是,如何測量出光速的大小。具體方法可以搜尋一下,光速的精確測量,每一種經典的方法都很有意思。

15樓:淵1

看了下其他的回答感覺有迴圈論證的嫌疑,公尺的定義可以與光速無關,只有在光速不變的基本前提下用光速定義公尺才是合理的,之所以要強調光在「」真空「」中的速度是,因為光在不同介質中速度可能不同。

通過解麥克斯韋方程組可以得到電磁波的波度為1/με(其中ε為介電常數,μ為磁導率),這個值剛好與測得的光速相等,所以麥克斯韋預言光是電磁波。有趣的是麥克斯韋方程組沒有描述參考係是什麼,後來愛因斯坦假設在任何參考係中真空光速都是c,這也是相對論的基本假設之一。

綜上所述,光速可以由麥克斯韋方程組匯出,光速不依賴參考係是相對論基本假設。

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