光的产生机制,光的传播机制以及光的最终形态。无论观察者如何移动,光从哪里来,光速都保持不变。为什么它的质量可以转化为引力势能Ep=mc=0.505MeV或者938MeV?重力也会导致光速改变。如果题主问为什么会有光速不变原理,可以从相对论中拉出来。

光的速度为什么不变?

首先告诉你你画的图的答案光当然同时到达C点。但这个其实不能说明光速不变的本质,因为声波也是这样的。把你的光源换成飞机,C处会听到AB发出的声音同时到达。不过A的声调会变高,因为有多普勒效应。光速不变原理的核心是光速和观测者无关。所以题主如果把C当成光源,然后问移动的观测者A和静止的观测者B看到的光速相不相同,那么这个问题的格调就会上升很多。

答案当然是,两个人看到的光速相同。那么题主的问题光的速度为什么是不变?这是一个错误的问题。我看其它答主洋洋洒洒说很多,其实驴头不对马嘴。为什么呢?如果题主问,为什么存在光速不变原理,那么可以从相对论扯上一通。但题主问的是光速为什么不变。这个就错了。光的速度当然会变,光在真空中每秒30万公里,但在水中玻璃中,空气中就不是这个速度了啊。

怎么能说光的速度不变呢?另外引力作用也会导致光的速度变化。那大家经常说的光速不变是什么意思呢?是指局部真空中的光速,对任意的观测者都一样。真空不用解释了。什么叫局部呢?就是这个观测者测量他自己附近区域的光速。然后不管这个观测者怎么运动,光是从哪里来的,光的速度都不变。要是问为什么有光速不变原理?这个就很难回答了,因为回答它会带来新的问题。

光的速度是由什么驱动的?为什么?

本题涉及电磁学的深水区,但尚无足以释然的解释。我还是主张经典论,以下是我的探讨,仅供致力于物理新思维的网友参考。总的思路是三部曲光的发生机制光的传播机制光的终极形态。一,光的发生机制。光是介于红外线与紫外线的电磁波。电磁波通常来自原子内部核外电子的电磁震荡。按玻尔氢原子模型,电子绕旋质子,绕旋动力主要来自库仑力F=ke/r。

r是电子轨道半径。考虑原子的发射光谱。电子绕旋,相当于一个谐振子,绕旋有大小不一方向各异的随机轨道。持续辐射电磁波。电子绕旋一周,释放一个特定频率的电磁波。氢原子半径r=5.3e-11m可作为电子轨道半径,电子绕旋速度大约v=2.2e6m/s。圆频率或电磁波频率=f=v/2r=6.6e15Hz,=c/f=4.5e-8m,这属于典型的紫外线。

紫外线范围是1e-84e-7m。在高温高压或外加交变电磁场下,电子绕旋速度加快,原子光谱的高频占比会显著加大。设绕旋速度加大10倍v=2.2e7m/s0.7c,电磁波波长缩小10倍,=4.5-9m,这属伦琴线。此时所需的温度,按mv=3kT,T=mv/3k= 9.1e-31(2.2e7)/(31.38e-23)1e7K,即1千万度。

普通燃烧不会导致电子有多大的加速。看来,电磁波来源的主要因素,还是原子内部固有的电磁振荡。二,光的传播机制。这个环节是最难的,也是相对论与量子论的不完善或症结所在。光究竟是否借助介质传播?或者直接说,光究竟是否借助真空场传播?广义相对论的引力场方程,直接否定宇宙真空场。量子场论一方面承认真空有零点能(即真空是介质),一方面又说光子是电磁波的传播子,否定真空场是光的传播介质。

马德堡半球实验中麦克斯韦方程中位移电流的卡西米尔效应(大体积真空有50吨吸力)足以证明真空(场)是客观存在的。在我看来,既然光是在真空中传播而不是在真空中传播,说明光的传播介质是真空。真空中存在什么样的物质?首先,大气可以近似为一个由亚原子空气分子(如等离子体)三个元素组成的真空场。在地球辐射带5万公里处,几乎是深空或准真空场。


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