光速不变原理是怎么被发现的?

科学探索菌


首先说一下什么光速不变原理,它并不是指光在真空中的速度是30万公里每秒,而是指光在任何参照系下的速度都是光速本身,光速是绝对的,不需要参照物,比如说你拿着手电筒以5米/秒的速度奔跑,静止的我看到手电筒发出的光的速度仍旧是光速,而不是光速+5米/秒!

再回到问题中来!准确地说,光速不变原理不是被发现的,是爱因斯坦做出的一个假设,然后在现实中被验证的!

我们都知道,爱因斯坦相对论之前,牛顿的绝对时空观统治着物理学界,这种时空观人为,万事万物的速度都是相对的,都需要有参照物,光的速度也不例外。

但爱因斯坦仔细研究了麦克斯韦方程组发现一个问题,方程组中光速是一个常数,也就是没有参照物。在绝对时空观思维的支配下,于是物理学家们开始寻找光速的参照物,以太应运而生。

但之后物理学家们发现以太的存在会导致越来越多的问题和矛盾。爱因斯坦天才的大脑开始发挥作用,他就想,为什么以太一定要存在呢?以太本来就是假设的,如果以太不存在,光速不需要参照物,一切问题不就解决了吗?

按照奥卡姆剃刀原理,爱因斯坦认为我们没必要刻意让科学走向复杂,假设光速不变,一切就变得如此简单。而麦克斯韦方程组中的光速也恰恰是一个常数!

于是,光速不变原理应运而生,它就是一个假设。这个假设得到了验证,比如说迈克尔逊莫雷的实验!

而爱因斯坦的狭义相对论就是建立在光速不变原理基础上才出现的!光速不变的实质是时间和空间的相对性,牛顿的绝对时空观也因此土崩瓦解!


宇宙探索


这个话题只有一个用处,就是让我们再次重温爱因斯坦的伟大,仅此而已。

光速不变原理是一个假设,完全是爱因斯坦自己想出来的

1905年,爱因斯坦在瑞士专利局担任3级审查员,在那个小房子的窗口下,他一口气于这一年中,完成和发表了5篇论文,其中三篇完全配得上诺奖,当然还包含现代科学之柱之一的狭义相对论和那个文盲都识得E=mc2。

根据他传记作者CP.斯诺记载:爱因斯坦“全凭思索,独自一人,没有听取别人的意见就得出了结论。在很大程度上,情况就是这样。”

光速不变对当时科学界的意义

这个简单的假设以及其简单的推论E=mc2;解释了恒星为什么可以燃烧几十亿年而又不把燃料用尽。一下子使得地质学家和天文学家的视界开阔了几十亿年。一下子解决了宇宙性质的核心部分。

同时,该理论也解决了光以太的问题,说明它并不存在,牛顿的绝对静止的经典宇宙统治时间结束了,现代科学进入到爱因斯坦相对论统治宇宙的时间。

相对论的理解至今仍旧困扰大多数人

相对论中的光速不变,实际内容就是空间和时间不是绝对的,一切都可以为了光速不变而让步以及做出改变。我们本能的把时间看做永恒的,绝对的,不可改变的。相信什么也改变不了它的步伐。但爱因斯坦认为,时间是可以改变的,不断变化的。时间甚至还有形状,一份时间和三份空间结合在一起。不可思议的形成一份“时空”。


结语

我还是用CP.斯诺的话来结尾吧:狭义相对论是一项深刻而重要的成就,但是爱因斯坦没有想到,别人也会想到,很可能在5年之内,这是一件在等着发生的事情。但是,广义相对论完全是另外一回事,没有爱因斯坦,我们今天有可能还在等待那个理论!

感谢爱因斯坦,一牛二爱三麦,绝对实至名归!


猫先生内涵科普


光速不变的原理是怎样被发现的!哈哈😊,你说科学是什么?是故事还是奇迹。科学是人类社会的经验总结,不是个人崇拜,或者科学家的纪田地,因为我感觉有股势力,应要把科学世界,变成迷恋鼓吹西方文化的乐园。科学已经走向宗教信,使得许多人迷失于这种概念的就是。

告诉你光速不变的远离,严格的说谁都没有发现权,物性不随众人的认知而变化。科学正是说明这些变化以及客观存在,科学没有宗族性,没有阶级性,正如文明没有种姓。科学唯有客观性。那么光速不变的原理存在吗!是的光速不变的远离体现于介质服从。

光速不变的原理体现一光子存在的普遍性,也就说任何物质中,任何物质都可以发光,任何物质都可以感受光的存在,其中包括了透明的介质。

光子通过不同的介质其客观速度是一致的,这是因为光子一旦离开了原发的物质,进入介质存在,那么光子自然属于介质行为的一部分,其中包括介质界面。也就说光子服从于介质意识存在,弗服从并体现于一种规律性的存在,光子是于这种存在的可视部分。

哈哈😊我说这些不用任何歪理邪说!

可以说光速不是自然速度的存在极限,因为“光子”(这里的光子和一些人的不同,请注意!)

很多故事,这些故事迷失了许多人,甚至是所谓的科学家、哲学家,因为这些人不知道世界客观世界的本性是什么,他们卖弄几个公式,卖弄所谓的科技事实,然而忽略了,光子的普遍性,而理解为原发光源的本性的一部分,而不是所以物质存在的普遍性,以及介质意志,以及几何存在的客观性!如果套公式,我可以套很多公式,可是其意义不至于迷惑人们。

可悲的是,许多“大家”在“光子的两相性”中谋求真实,希望科技的晚餐中有所发现,甚至期待“乌云”透光体现于自己一生的追求和向往。于是很多“大家”背诵公式烂熟,甚至可以当研究生了!可悲是。。。这些人一辈子都是“科学的奴隶”,一代代把妄想传授给他人!

光速不变的原理这么重要吗!还是一些人伟大的不可代替非常重要!“圣人不死”,科技无为了。

亲爱的朋友!我话费时间来说明这些问题,应当说我是严肃的,但愿我的思考能给你有所启示。。。话只能说道这里了!人类的德行需要阶段性的提升啊!科学和犯罪好有一比!德不配位,必然是一无所获,一无所获,于是唯有唠叨的科学!唯有宗教信的科学!唯有非科学道听途说!

吉祥快乐!


圣剑17


光速不变的原理因为光是电磁波。凡是波在同一介质中传播速度都是不变的。电磁波,声波,引力波,磁波,电波,水波都是如此。为什么呢?这是波的特性。笫一个波形成后就脱离了波源,独立于波源,不管波源如何运动都改变不了己经发出去的波。波的传播速度由介质决定。波源的运动只改变开始波生成的频率,完整一个波后离开波源,波源就就设有办法改变波的频率了,这就是多普勒效应的本质原理。我们在远处看见闪电,很久才听到雷声,其实是同时发生的,因为声波传播速度比光的传播速度慢许多。当我们听到雷声时,闪电的地方雷声已经消失了。回声,也说明了,波一旦离开波源就独立存在了。速度只与传播介质有关。我不明白光速不变会得出相对论。声速性质也一样,得出什么论?


cx1944


光速不变是个说法,(此文版权所有严禁乱改)∵。

为了突出重点我先说结论再讲过程

光速不变是以“光电磁波孤峰波速独立不变“为理论基础而人为建立的。

是物理学中的绝对速度基准

其地位和作用,与“热力学开氏绝对温标"的建立有一拼。

其作用就是为物理学宇宙中纷繁不定的相对速度找到一个统一的基准。

找一个绝对基准O速度。以此为基准

对各种速度进行统一比较。

复习一下开氏绝对温标,

水在一标准大气压下冰点0,沸点100,三态温标是摄氏度,

而开氏绝对O度是摄氏一273.15度。

开氏温度水的冰点是

一273.15+O=-273.15度。

也就是K+t,K是绝对零度,t是摄氏度值,热力学绝对基准零度就是K

好了。说了热力学基准,再说“运动学基准",

麦克斯韦通过麦克斯韦方程组,导出电磁波波速独立不变,

严格讲也许是“电磁波孤峰波速独立不变"

后来学界发现光是电磁波,

光速是C,约为30万千米/秒。

因为“光电磁波孤峰波速独立不变"

的特殊属性,使得光速C有条件担当客观速度基准,也就是宇宙绝对速度体系中的绝对速度基准0,一切其它物体在这一体系中以C为参照系得出各自自己的“绝对速度"值。

各自与C相减,(矢量减法)

在这个参照体系中,光速C是基准零O。

静止物体的能量为

E=mC^2

有别于牛顿系的E=(mⅤ^2)/2

因为静止物体相对于光速C在做光速运动,

也就是E=m(C-Ⅴ)^2,因为静止物Ⅴ=0,所以

E=mC^2

由此可知光子没有静质量。

因为光子E=m(C-C)^2所以光子的动能为E=m(C-C)^2=m×0^2=0

光子动能为E=O。

没有静质量是因为公式上任何值×O都是0,

E=m(C一Ⅴ)^2算不出m。

经过这种专业变换,在涉及高速运动时各种物体就有了统一的速度恒量,省去了各自因参照系不一致而导致了混乱。

爱氏速度(C一V)为高能高速物理提供了巨大方便,使众多计算变的简单。

象卫星,雷达,通信领域应用爱氏速度是必要的也是必须的。










AUTUYT


人为了计算方便将复杂的问题简化成简单容易使用的方法是普遍使用的,例如描述地球运动将地球看着一个质点,就这种观点将光速设成定值来建立一整套计算公式也是可以的,问题是建立起来的公式是否正确表达客观存在的事物。

在匀速行驶的火车上,人在火车上行走的速度与火车的运动速度相加是不能成立的,假设火车头挂10节车厢,以每小时100公里匀速行驶,由于火车是平移运动,每节车厢相对于路基都是每小时100公里,如果人在其中一个车厢向与火车同一方向以每小时1公里的速度向前走,如果将人走的速度w1公里➕火车速度v100公里=W101公里,这是与事实不符的,在10节每小时100公里运动车厢中,没有存在其中有1节车厢101公里运动的情况。PDF 11页课文:当然我们必须参照一个刚体(坐标系)来描述光的传播过程(对于所有其他 的过程而言确实也都应如此)。我们再次选取我们的路基作为这种参考系。我们 设想路基上面的空气已经抽空。如果沿着路基发出一道光线,根据上面的论述我 们可以看到,这道光线的前端将相对于路基以速度 c 传播现在我们假定我们的车 厢仍然以速度 v 在路轨上行驶,其方向与光线的方向同,不过车厢的速度当然要 比光的速度小得多。我们来研究一下这光线相对于车厢的传播速度问题。显然我 们在这里可以应用前一节的推论,因为光线在这晨就充当了相对于车厢走动的 人。人相对于路基的速度 W 在这晨由光相对于路基的速度代替。W 是所求的光 相对于车厢的速度。我们得到:w=c-v。由于人在火车上行走的速度与火车的速度相加不能成立,将人的行走换成光速同样不能成立。

PDF 16页课文:11.洛伦兹变换\r上面最后三节的结果表明,光的传播定律与相对性原理的表面抵触(第 7 节)是根据这样一种考虑推导出来的,这种考虑从经典力学借用了两个不确当的 假设;这两个假设就是:\r(1)两事件的时间间隔(时间)与参考物体的运动状况无关。 (2)一刚体上两点的空间间隔(距离)与参考物体的运动 如果我们舍弃这两个假设,第 7 节中的两难局面就会消失,因为第 6 节所导\r出的速度相加定理就失效了,看来真空中光的传播定律与相对性原理是可以相容 的,因此就产生这样的问题:我们必须如何修改第 6 节的论述以便消除这两个基 本经验结果之间的表面矛盾,这个问题导致了一个普遍性问题。在第 6 节的讨论 中,我们既要相对于火车又要相对于路基来谈地点和时间,如果我们已知一事件 相对于铁路路基的地点和时间,如何求出该事件相对于火车的地点和时间呢?

课文中事件发生的地点在火车上,因此v是代表火车的速度,洛伦兹因子中1减去v火车速度的平方➗除以c光速的平方,在火车上找不到,我经常坐火车,在火车时刻表上注明火车几时从某站离开到几时到达某站目的地,只存在时间,速度,距离的信息,没有洛伦兹因子存在的空间。后来学习中国成语:画蛇添足。才有了一些理解,爬行的蛇与四脚奔腾的骏马,在现实生活中是两件事,现在有人将马的四只脚画在蛇上,怪不得我们拿着这张图在现实中找不到。


KongZWang


波动的速度与一个质点之速度。定义上都是v=ds/dt=lim(△s/△t) (△t→0)。

对于质点P的运动,时刻t位于点A。经过时间△t,在时刻t+△t位于点B。

△s=丨AB丨。测得这个距离时,观测者,与A,B三者同在一个空间区域内,才能完成。

如果,这个区域在时刻t,与另一区域处于同一位置,两个区域在△t内,产生了一个位移Ⅴ1△t与AB共线。(不然,需用粘向量之差表示△s,成为一个向量。)A点未动,△s¹=△s十V1△t。

△s¹/△t=△s/△t+V¹。

对于波动,时刻t,单波是一段曲线。在时刻t+△t。是另一段曲线。如何构成△s?在两段曲线上各取一个相位相同的点。这是两个质点,当媒质曲线附加运动时,也只能在两段曲线同时停下来之后,才找得出两个相位相同的两个质点。这两个质点随附加运动一起运动。各得一个附加位移,V¹△t,Ⅴ²△t。

△s¹=△s+(V¹-V²)△t。

当△t→0时(Ⅴ¹-V²)→0

∴ds¹/dt=ds/dt。

不论附加运动是否惯性运动,波速都不改变。光是波动,光速也就不变了。

由于光线己证明是弯曲的。当测量平台运动时,无法做到,进入望远镜内之光线是同一条光线。不同时刻进入不同光线。且只有接收到之时刻,才能确定光线位置(光轨道)。只好渐接测速。则只测到过二定点之光波波速。结果就是光速不变了。对于波长,不→0。当非惯性运动时,波长乚+(V¹.V²)丅。会发生改变。由于波速不变,频率就会随之而变。但是V=L¹*n¹=L*n。


西大数53屈


开始是为了方便,毕竟光速不变计算起来方便多了

后来发现,好多现象,比如水星的动进,用经典物理算,怎么算都不对,科学家抓瞎了好久找不到原因,然后如果按照光速不受参考系影响来计算,就对上了。


肝帝助手


光速不变是理论上的推导,在广义相对论中自洽,但是并不代表着光速真的不变,不同介质中,光速就不一样


稻可道


我觉得这就是立体体量线性化必然结果,说明还在太阳🌞的体量关怀之下。

真实的现象应该是一个大方块,在太阳引力的作用下塌缩产生了波动大致概率。

爱因斯坦也告诉你了。

但是没敢明说。

怕上火星住。

不然不会搞这么简单的公式,所以乌合之众之说不是空穴来风。过份的不能理解😊火刑是面不了的事。


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