2 光速 亘古不变的速度

真空中的光速,是一个物理常数,用符号c来表示,等于299792458米/秒,根据爱因斯坦的相对论,没有任何物体或信息运动的速度可以超过光速。

目测光的传播速度

在爱因斯坦刚进入大学时,物理学研究提出了光速的问题。那是一项有关光速的某项实验结果。

对于光这样一个不可捉摸的物质,可以用一个通俗的例子来说明。

假设一个人现在正以时速100千米驾驶汽车,当他看到一辆以时速200千米行驶的列车时,他会发现什么?

假如汽车是与列车同方向行驶,人对列车的目测速度是时速100千米;如果汽车与列车开往相反方向,那么人对列车的目测速度就是时速300千米。

对目测光速的质疑

然而,美国物理学家迈克尔生及莫雷1897年关于光的实验结果却和以上的目测法的结果不一致。

以上述例子中的汽车和列车为例,由运动光源发出的光速应当比起由静止光源发出的光速更快。如果运动中的光有相交,那么目测速度应当是两者速度之和。然而,实验结果却表明,无论是运动中或静止中,光的行进速度都是恒定的。

所以,当人们测量光速时,无论自身是运动的还是静止的,测量出的光速都是不变的。

光速的测量历史

光速实验

目测光速实验假设

假设一个人现在以时速100千米驾驶汽车,当他看到一辆以时速200千米行驶的列车时,他会发现什么?

结论

由运动光源发出的光速应当比起由静止光源发出的光速更快。如果运动中的光有相交,那么目测速度应当是两者速度之和。

对上述结论的质疑

实验结论 对于运动的光源和静止光源,每一位观测者测得的速度都是一样的,因此光速是恒定的。