光速不變原理要是慣性系與光速一樣大小方向也算光速不變嗎

2022-05-21 19:58:35 字數 6047 閱讀 7266

1樓:

相對任何慣性系光速都是一樣,c

比如同方向發出兩束光,相對於其中一束光而言,另一束光的速度為c(而不是0)。或者向相反方向發光,相對速度依然是c(而不是2c)。

樓上說「如果兩個光子分別向不同方向,則兩個光子,在地面上觀測的相對速度2c」這句話不成立,測量相對速度必須是在一個參照系內測量另一個,不能在第三個參照系內測量

2樓:我的金色回憶

速度本來就是相對量

光速也是速度

運動是相對的

沒有相對慣性系

哪來的速度

3樓:

對什麼慣性系都不變

我記得《時間簡史》中講有,如果樓主願意,可以翻《時間簡史》,呵呵

4樓:匿名使用者

不對,根據愛因斯坦的理論無論光來自**誰測量它光速永遠保持不變。

5樓:匿名使用者

不管對什麼慣性系光速都不變

6樓:

都不變 根據光的波粒二象性 既可以理解成物質也可以理解成電磁波 電磁波是不需要介質傳播 可以不依賴一個系來參考 所以不管什麼慣性系對它都無意義 則光速都不變

7樓:令狐一庸

慣性系是絕對靜止的參考系 光速相對於慣性系不變 相對論可知有質量的物體不可能達到光速

關於光速不變原理

8樓:鵝子野心

光速不變原理:無論在何種慣性系(慣性參照系)中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個常數,都為299792.458公里/秒。

證明光速不變的四項事實。

1) 恆星光行差。

2) 恆星都是一個一個的小圓點。

3) 恆星都靜止。

4) 太陽光邁克爾遜——莫雷實驗。

9樓:匿名使用者

什麼是長距離的運動後,什麼是理想位置

怎樣理解光速不變理論?

10樓:蘋果

光速不變原理 目錄[隱藏] 什麼是光速不變原理 光速不變原理的誕生 系統證明光速不變原理 反對光速不變原理的觀點 [編輯本段]什麼是光速不變原理 光速不變原理:真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。 光速不變原理,在狹義相對論中,指的是無論在何種慣性系(慣性參照系)中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個常數,不隨光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變。

這個數值是299,792,458 米/秒。 光速不變原理是由聯立求解麥克斯韋方程組得到的,併為邁克爾遜—莫雷實驗所證實。光速不變原理是愛因斯坦創立狹義相對論的基本出發點之一。

在廣義相對論中,由於所謂慣性參照系不再存在,愛因斯坦引入了廣義相對性原理,即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。這也使得光速不變原理可以應用到所有參考系中。 [編輯本段]光速不變原理的誕生 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。) [編輯本段]系統證明光速不變原理 光速不變原理:無論在何種慣性系(慣性參照系)中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個常數,都為299792.

458公里/秒。 證明光速不變的四項事實。 1) 恆星光行差。

2) 恆星都是一個一個的小圓點。 3) 恆星都靜止。 4) 太陽光邁克爾遜——莫雷實驗。

任意恆星光行差都長期保持不變,證明:光行差不隨時間變化,所以光速也不隨時間變化。所有恆星的光行差都為20.

5″角距,證明:所有恆星的光速都相同。 《系統分析恆星光行差》中已經詳細論證了「光速不變」,所以不再重複。

恆星都是一個一個的小圓點,證明:任意一個恆星的所有的光線的光速都相同,即沒有不同光速的光線。 因為沒有任何光速『變化』的現象,所以只有採用『反證法』。

設:某恆星發來兩種光速的光線;光速為c的光線,用c表示;光速為c的光線,用c表示;光速c>c 因為c和c都是連續的,所以觀測者能夠同時接收到c和c;但觀測者同時接收到的c和c,必然不是同時從恆星發出的。 因此設:

c發出的時刻為零;c發出的時刻為t;恆星零時刻的位置為a;t時刻的位置為b;因恆星週日視運動角速度ω=15.0411″/秒,所以a、b之間的角距φ=ωt 再設:φ=10′(太陽直徑的1/3);恆星距離l=30光年。

則:t=φ/ω=10×60÷15.0411≈40(秒) c傳播的時間t1=l/c=30(年)≈86400×365=946080000(秒) c傳播的時間t2=l/c 據題意知:

t2=t1+t=l/c+t=946080000+40=946080040(秒) 所以:c=l/t2=946080000c/946080040≈0.9999999577c≈299999.

987(公里/秒) 即:如果φ=10′,則c-c=300000-299999.987=0.

013(公里/秒)=13(米/秒) 也就是說:如果兩條光線的光速差為13米/秒,則這顆距離為30光年的恆星,就同時在角距為10′的a和b兩個位置上。 光速連續比間斷變化的可能性大得多,如果恆星光速是在c和c的範圍內連續變化的,則看起來,該恆星應該是:

長度為10′角距的線段。 因為從未看到過:恆星具有多個位置和任何拉長的現象,所以結論正確。

恆星都靜止,證明:所有恆星的光速都不隨時間變化,都始終恆為常數c不變。這是因為如果光速不斷變化,則看起來恆星必然是運動的。

證明方法與上述類似,不再重複。 太陽光邁克爾遜——莫雷實驗證明:太陽光的光速不變。

邁克爾遜——莫雷實驗的依據是:光速=波長×頻率 光波長和頻率都是根據光干涉條紋確定的。根據『楊氏雙縫干涉實驗』干涉條紋之間的間距,能夠獨立推算出『光波長』,自然可確定『光頻率』。

這樣推算確定的光波長和頻率的乘積為常數,即不同顏色光的波長和頻率的乘積相等;而且乘積數值等於檢測的『光速值』;從而充分證明:『光速=波長×頻率』成立。 邁克爾遜和莫雷通過長期多次分別檢測,來自不同方向的陽光的光速,充分證明:

陽光的光速不變。 [編輯本段]反對光速不變原理的觀點 大家可以注意到,在愛因斯坦論述的光速不變和文章開頭論述的光速不變是不一致的,這是為什麼呢? 牛頓時空觀認為距離和時間,在各個參照系測得的都相同,因此光速是相對的,可變的,而不是絕對的。

首先我們定義1光秒的含義:光在某種穩定介質中一秒所運動的距離。介質可以是水,這個長度是2.

25*10^8米,介質可以是玻璃,這個長度是2.0*10^8米,甚至可以是聲音一秒的運動距離,介質是空氣,這個長度是340米,還可以是報道過的試驗,在某種介質中,光速是17米/秒,在這種介質中1光秒長度為17米,這都不影響下面的論述。 假設有一個1光秒長的玻璃,我們從起點a發出光,一秒時到達b,我們說測得光速1光秒/秒,多次試驗結果不變。

現在我們處於一個以1米/秒相對玻璃運動的參照系,方向與光相同,一秒時,我們距離b為1光秒-1米,我們在這個參照系測得光運動的距離是1光秒-1米,光速是(1光秒-1)/秒。光速是相對的,這是牛頓時空觀結果,速度是相對的,是以變化距離除以時間得到。我們在學習相對論之前,全是用的這種演算法,例如a車對地面車速50公里每小時,b車30公里/小時,a相對於b的車速為50-30=20公里每小時,這是速度疊加原理。

所以說相對論必須假設光速不變才能推導,而在牛頓時空觀中,是不能被證明光速不變的。很多人以為愛因斯坦相對論可以離開光速不變假設,這是不對的。愛因斯坦為了保證光速不變,需要修改長度(尺縮),時間(鐘慢),就是認為運動的參照系測得的時間,與靜止參照系不同,這已經是與牛頓理論完全不同了,而不是相容關係。

愛因斯坦論述的光速不變,是在「靜止」的參照系測得的(可以是相對做勻速直線運動的參照系,這就是伽利略相對性原理),但是,從一個參照系去測量另一個參照系是否還能夠得到光速不變?牛頓理論將給出否定答案,而愛因斯坦並未解釋為什麼還是光速不變。 於是有人提出:

各參照系測得的真空中的光速不變。似乎可以解決這個問題了。 但是除光外的其它波都是靠介質傳遞的,在各參照系中,測得的真空中所有機械波的速度都不變,都是0。

這個不用假設,有這個前提,是否足夠推導相對論?如果不能,說明真空假設的推論是有問題的,如果能,則說明任何波都有對應的相對論。這個結果結果奇怪嗎?

光速不變是正確的但相對論對光速不變的理解有誤 參考系之間做相對運動很複雜,在三個軸向可能上都有相對運動,而且可能都不是勻速的運動,搞起來很麻煩,要微分還要積分,累死。 把問題簡化如下:參考系k』相對參考系k沿x軸做勻速直線運動,速度是u。

假設在t=t』=0時,兩參考系重合,此時位於參考系k』原點的物體發光。在t時刻,光與參考系k原點的距離是x,與參考系k』原點的距離是x』。 洛倫茲變換如下:

x=x』+ut;x』=x-ut x=k(x』+ut);x』=k』(x-ut) x x』=k(x』+ut) k』(x-ut) x x』=k^2(x』+ut) (x-ut) (x/t)(x』/t)=k^2(x』/t+u) (x/t-u) c^2=k^2(c+u)(c-u)=k^2(c^2-u^2) 這裡的關鍵是(x/t)=(x』/t)=c,這意味著什麼呢?(x/t)=(x』/t)=c意味著在參考系k和參考系k』中的光速相同。那麼這是合理的嗎?

這是符合事實的嗎? 在洛倫茲變換開始時,t和t』始終是同一個量t,即認為t』=t,在u≠0且u<c時,x』是小於x的,在洛倫茲變換中強行認為(x/t)=(x』/t)=c,即將原本變化的速度認為是不變化的,必然推匯出不變的時間是變化的。顯然這樣的變換是錯誤的。

問題的關鍵是如何理解光速不變。 光速只與傳輸介質有關(麥克斯韋證明了這一點)。怎麼理解呢?

假設光源一直處在運動中,無論是勻速運動還是變速運動,光源在某一時刻發光,令這一時刻t=0。由於光不同於有質量的物體,不會因光源的運動得到慣性速度,在t=0時,光源有個確定的位置,周圍有確定的介質,無論介質是真空、玻璃,或是其它什麼,光速只與傳輸介質有關,按周圍介質所決定的特定速度遠離t=0時的發光位置,也就是說光速是相對於介質中發光位置而言的,與光源無關。 光與物體的運動規律不同在於質量(靜止質量)。

物體是有質量的,伽利略大船上的物體隨大船運動,物體的質量使物體隨大船的運動得到了慣性速度,物體在大船上相對大船運動時,物體的速度v等於大船速度v1加物體對大船的運動速度v2。由於光是電磁波,並沒有質量,因此光沒有慣性,不會因伽利略大船的航行獲得慣性速度,如果伽利略大船船頭有一盞燈,並且大船以光速前進的話,燈光將不能照亮大船前方的水路 (能量守恆決定物體運動速度達不到光速,伽利略大船也不可能達到光速) 。 質疑:

伽利略大船是一個密閉的參照系,其中的波介質,都隨船運動,因此只要外界對船內物體施加的引力電磁力等一致,船內的任何物理實驗都不能測出船是靜止的,還是做勻速運動的,包括光學實驗。因此大船內測得的光速,還是光速。這一點,相對性原理與相對論結論一致,任何認為相對性原理應該得到其它結果的人,都是沒有學好相對性原理,請自行復習。

物體的運動速度,也是有相對性的,對不同的參照系,物體的運動速度不同,這是經典物理理論結果,相對論的支持者,至少也會承認低速下是這樣,而上面的論述者,根本沒考慮速度的相對性,只簡單的認為速度疊加,顯然是要被所有人批判的。認為相對論是經典框架內的人,會認為空氣、水、玻璃,都是光介質,因為這些介質隨大船運動,所以船內的光速才不變,如果是一個平板無厚度火車,則除非摩擦力起作用,否則任何聲音、光實驗結果,都與在地面靜止時得到的結果一致。很多人都是在這個地方困惑,他們總是忽略介質作用,這樣一改變參照系就會有兩個矛盾結果。

任何狹義相對論論述的定性結果,都可以用聲音實驗做出來,包括矛盾的兩個結果,這足以證明相對論論述內容,是在經典框架內可以解決的問題,無需進行什麼無法證明的假設。從已知機械波的性質,我們將推論出真空中光速為0,而不能相信以前認為的太空非常近似真空,所以光可以在真空中傳播。因為允許光粒子在真空中傳播,還將與另一定律矛盾:

物體在不受外力的真空中,將直線運動,而不會波動。

光速為什麼不變呢?為什麼光速不變?

不用講,大家都知道宇宙中最快的東西是什麼。沒錯,就是光速。說到最快,有的人要來反駁了,非要拿宇宙膨脹和量子糾纏來說事,我們講的是宇宙裡物質的運動速度,而宇宙空間膨脹是指空間問題,這完全不是一碼事,不可以相提並論。而量子糾纏講的是多種物質之間的關係,而不是一種運動關係,所以它與我們所說的速度也並無關係...

光速到底為什麼不變為什麼光速不變?

1 所謂 光速不變 它是指對於任何參考系而言,真空中的光速是不變的。2 這種說法的起因是,牛頓時代的速度疊加原理告訴我們 假設一輛火車速度為v1,車上人走的速度為v2,那麼人相對地面的速度就是v v1 v2。於是有人提出,在飛行的火箭上射出一束光,那麼這束光的速度就能超越光速了。3 但是愛因斯坦考慮...

光速為什麼不變

一般光速不變是測量的 真空中的光速是一個物理常數 符號是c 等於299,792,458米 秒。根據愛因斯坦的相對論,沒有任何物體或資訊運動的速度可以超過光速。光速的測量方法 最早光速的準確數值是通過觀測木星對其衛星的掩食測量的。還有轉動齒輪法 轉鏡法 克爾盒法 變頻閃光法等光速測量方法 1983年,...