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10982023-11-27
大家好,关于光速不变原理怎么证明很多朋友都还不太明白,今天小编就来为大家分享关于光速为什么不变的知识,希望对各位有所帮助!
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光具有波粒二重性。我们来讨论光波的性质,我们知道,光其实是一份份能量,它的传播需要介质,光在不同的介质中具有不同的速度。我们测到的光速C,是光在真空中的速度,而这个“真空”未必是现代意义上的真空,起码还有暗物质和暗能量。如果连暗物质暗能量都没有的绝对真空,也就是说这里没有介质,光也就不能进入绝对真空。光在真空和绝对真空界面上会发生全反射。
以现代的科技要验证相对论的真伪其实是很简单的,验证光速不变原理就可以了。用一台固定位置的高速摄像机去拍摄一条高速运动的玻璃线,在玻璃线的一头发送有色光,看看这束光相对于摄像机的运动速度是否还是光速,就能验证了光速不变原理的真伪了。光要相对于玻璃线速度不变,又要相对于摄像机速度不变,除非光具有分身术。
因为爱因斯坦不知道波的传播速度只与介质的温度密度等物理状态有关,与介质的运动速度无关,所以才会提出光速不变原理。
因为爱因斯坦不知道波的传播速度会随着传播介质的密度增加而增加,所以才会提出光速是不可超越的。
在今日头条中,看到一个关于“以太”的猜想理论,讲的是“以太”在原子中的密度高于原子外的密度,在天体中“以太”的密度高于周围空间的密度。
我认为“以太”应该也电荷之间相互作用力的介质,在物质原子原子核和电子之间封存了大量的“以太”。“以太”为电磁波的传播介质,根据声波在物质传播,物质密度越高传播速度越快,所以电磁波在“以太”中传播,“以太”密度越高传播速度越快。
在天体外围的低压区域“以太”被束缚在物质原子中,原子周围的“以太”密度变低,电磁波的传播速度变慢,所以电磁波在太空的传播速度大于在大气层中的传播速度。在天体内部的高压区域原子中的电子向原子核方向压缩,“以太”被释放到原子之间的空隙中,原子周围空间“的以太”密度变高,电磁波传播速度变快。
超导现象也是由于“以太”密度变化引起的,温度低原子中内层电子运动速度变慢,靠近原子核运动,释放出来大量的“以太”。两根平行相邻导线,通同向电流相吸,通逆向电流相斥,证明负电荷同向运动相吸,逆向运动相斥。原子中内层电子运动速度变慢,与外层的电子形成相对逆向现象,内外层的电子产生的相互斥力大于相互引力,使外层电子完全摆脱原子核的束缚,产生超导现象。
在连“以太”也没有的真空里,电磁波是不能传播,这样的宇宙真空区域形成宇宙黑洞。
用“以太”密度理论来解释恒星的可控核聚变方式,恒星内部高压力使原子中电子与原子核的距离变小,释放大量的“以太”到原子之间的空隙中,恒星内部原子周围空间的“以太”密度很高,电磁波传播速度很快,造成恒星内部温度不足,无法进行核聚变。恒星大气层外层的“以太”密度低,穿透恒星内部和被恒星内部反射的电磁波,在恒星大气层中集聚,形成高温产生核聚变。在恒星中,只有占比很小的大气层外层大气在进行核聚变而已,相当于可控核聚变,这也是为什么恒星大气层会产生外层温度高,内层温度低的原因。
“日常生活中,离热源越远处温度越低,而太阳大气的情况却截然相反,光球顶部接近色球处的温度差不多是4300℃,到了色球顶部温度竟高达几万度,再往上,到了日冕区温度陡然升至上百万度”。
当恒星中的可聚变物质再上升到大气层进行核聚变的量不足时,当辐射到恒星内部的热量低于恒星内部向外辐射的能量时,恒星的内部温度继续变低,原子之间的距离变小,恒星内部向外释放“以太”,“以太”推动恒星表层物质向外膨胀,形成红巨星。恒星内部坍塌,向外释放的“以太”越多,原子之间的“以太”密度就越高,电磁波传播速度就越快,恒星的内部温度就越低,坍塌的速度就越快。超高的坍塌速度使原子之间产生大量的摩擦发热,使恒星的内部温度快速升高。当温度和压力都达到核聚变条件时,就会引发了大规模核聚变,产生了超新星爆炸,否则随着能量的向外辐射,温度降低,就会坍塌成中子星。
所以太空中的光速不是宇宙中的最快速度,远远低于恒星内部电磁波的传播速度,光在真空的传播速度为零,不能传播。?
光速不变原理是狭义相对论中一个最基本的假设,即无论观察者以多大的速度在任何方向上运动,光速对于他来说都会是不变的,也就会是说光速在宇宙中是恒定不变的。不只是你理解不了光速为什么不变,就连现代的科技也无法完全证明光速就是不变的;所以光速不变原理每隔一段时间就会受到质疑。虽然无法证明,但是光速不变原理在实际生活中却能得到充分的检验。羊毛出在羊身上;我们来看看爱因斯坦是怎样假设的。
1:根据爱因斯坦的观点,将时间看作为客观存在的物理量,是他提出光速不变的根本原因。19世纪后期,迈克尔逊·莫雷实验表明了沿着地球运动方向和垂直于地球运动方向的光速没有区别;并且否定了绝对参考系(以太)的存在。这时,爱因斯坦以其敏锐的洞察力,首先意识到这一现象揭示了一条基本的物理原理,即“光速不变原理”。爱因斯坦在他的一篇论文中是这样描述光速不变原理的:“任何光线在静止的坐标系中都以确定的速度v运动着,不管这条光线是由静止的还是由运动着的物体发射出来的。”
2:爱因斯坦之所以能在迈克尔逊实验的基础上提出光速不变原理,其根本原因还是对时空有着本质的认识。爱因斯坦认为,时间和空间都是一样的,其本质都是客观存在的,时间与空间甚至可以相互转化。这就与牛顿的“绝对时空观”相矛盾。牛顿认为的空间是绝对的,其自身的特性与一切外在事物无关,处处均匀,永不移动。而爱因斯坦却认为时间与空间都是有曲率的,大质量的物体会弯曲他周围的时空。正是由于光速不变原理和时空观的提出,才展现了同时的相对性,时间膨胀,长度收缩等一系列在经典物理学中闻所未闻的奇特现象。
3:以上的解释涉及很多复杂的计算,如果你还不明白,那我给你一个最简单建议就是:在现有的理论中,把光速作为一种“上帝”式的规则来看待,在任何情况下,都不能对光速本身进行数学运算。人们认为光速不变,那是因为相对论能解决现实生活中的许多问题;如果哪天你发现一个与光速不同的速度,也能解决相同的问题,那么你就是下一个诺奖获得者。
光速不变原理:在任何惯性系中,光在真空中的速率都相等。这一假设称为光速不变原理。
从理论上说,光速不变可以由两个不同的原理得出,1是麦克斯韦方程组联解得出光速不变,即c^2=1/(εμ),光波的速度由真空介电常数与磁导率决定;2是相对性原理的成立说明光速不变。
1中对应的物理现象是双星现象,光源的运动对光速没有影响,同时对于光源来说产生多普勒效应;2中对应的物理现象是迈克尔逊莫雷现象,光源的运动对光速没有影响,同时对于光源来说不产生多普勒效应。这是两种不同的光速不变
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