為什麼光速是不變的？

1樓：依然雨

光速在真空不變是經過實驗驗證的，莫雷實驗了解一下？科學家們發現光速和電磁波的速度是一樣的，那就假設光是電磁波，直接套上萬能的麥克斯韋方程，然後推導出光速與只與介電常數和磁常數有關，簡單的說就是光速只跟傳播介質有關（真空沒有任何介質，所以光在真空速度不變）。為什麼不變？

能想到這個問題說明你有成為愛因斯坦的潛力，因為愛因斯坦也想過這個問題，然後就想出了《相對論》。相對論是怎麼解釋光速不變的呢，先了解下速度的定義，速度=距離/時間。光從乙個點移動到另乙個點距離是肯定改變了，光速又必須是固定的，那麼怎麼樣才能在距離改變的同時保持速度不變呢？

聰明的你一定想到了，就只能是時間也跟著改變。反推回來我們知道了時間是相對的，所以光速是固定的。

2樓：薛丁格的貓

在開始接受電磁波原理的時候（也就是光波）,我好奇地問老師,是不是電流發生變化的時候,周圍就會產生磁場.老師回答說是的；於是我又問,那是不是很遠很遠的地方也有磁場,只是場很小.老師回答說是的；接著我再問,那電流一發生變化,很遠很遠的地方就有磁場,那為什麼它的速度是不是無窮大呢.

老師嚴厲地回答,不對,任何速度都不能超過光速.

這個問題一直苦惱了我很久,直到學了相對論.

打個比方,AB兩地相距一萬光年,但乙個人在A地的人想去B地去旅遊有沒有可能呢?答案是完全有可能的,雖然人的壽命是有限的,雖然速度也不能超過C.但如果人的速度足夠快,在高速運動中的人會發現AB兩地的距離縮短.

（極限狀態分析：當他達到光速後,他會發現AB兩地距離縮為乙個點,AB兩地在同乙個位置,他可以瞬間從A點到達B點）在他在B點停下之後,他才發現,原來他只花了很短的時間就從A點到達了B點,就如同超光速一樣,而光速那樣的運動就像是自己的速度無窮大,可以瞬間到達宇宙中的任何乙個地方.

但有趣的是光速是永遠不變的,變的只是運動中的觀察者看靜止的物體變短了,距離是變的

靜止的觀察者看運動中的物體時間變慢了,時間是變的

光速其實就是乙個極限數字,他在速度領域就相當於數學領域的無窮大.

這也解釋了為什麼光速在任何乙個參考係下都是光速,不滿足速度疊加原理；就好像數學中乙個無窮大的數加上任何乙個數值仍是無窮大.

所以超光速就像數學中出現乙個比無窮大還要大的數一樣,是不可能的

但這並不意味著人們觀察不到超光速現象,在很多實驗室裡,特別是天文學,都可以觀察到超光速現象,但這只是一種視覺假相,觀察到的速度並不等於它的實際速度

3樓：

主流的觀點有2種，如下：

1.光速不變是一條單獨的假設，其正確性由極精密的實驗所證實。

2.光速不變包含在狹義相對性原理當中。狹義相對性原理要求一切物理規律在慣性系變換下保持形式，這之中包含了麥克斯韋方程組，預言真空電磁波的相位速度是c。

4樓：佩波中士

在相對論中，光速不變是很特殊的，不是我們簡單理解的勻速直線運動，而是指在真空中，光沒有相對速度。光速在相對論中有兩個觀點：一是光不具有相對速度，這是相對論的前（提下面將分析）；二是光速c是運動速度的極限，這是相對論的結論（根據洛倫茲轉換）。