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[涨姿势] 人们在问为什么光不具有其来源的速度

作者:精品下载站 日期:2024-12-13 16:31:03 浏览:13 分类:涨姿势

人们在问为什么光不具有其来源的速度


如果您以 100 公里(62 英里)每小时的速度行驶并打开激光,激光将以多少速度行驶?

[涨姿势] 人们在问为什么光不具有其来源的速度

光,做它的事情。

图片来源:Zonda/Shutterstock.com

在 Facebook 的“物理很有趣”小组中,一位成员声称“光具有其光源的速度”,这让事情变得有点混乱,这意味着如果你向前骑车并打开自行车灯,从它发出的光会以光速行驶+无论您骑自行车行驶的速度有多快。

正如一些愤怒的评论者指出的那样,这是不正确的。光以光速传播,无论其光源的速度如何。但这并不意味着这是一个完全不存在的建议。毕竟,真正的爱因斯坦首先意识到了这一点。

混乱来自于期望光像物质一样起作用。如果您向前骑自行车并朝同一方向开枪,您会本能地期望子弹将以该子弹的通常速度加上您的骑行速度行进。你是对的。

声音与光不同,但它比子弹更能解释光。您可能还记得在学校时,声音是一种通过介质(无论是液体、固体还是气体)以声波形式传播的振动。声速由其传播的介质决定(这意味着它在火星上是不同的),你可以通过改变介质(例如通过加热大气)来改变它,但不能通过添加你自己的速度来改变它。

如果您骑着自行车旅行并向前喊叫,您可能会本能地了解到您发出的声音不会以声速加上您骑自行车的速度传播。你是对的。事实上,如果您愿意,您可以提高速度并超越声音,以表明您没有增加速度。

当然,声音与光不同,但想想除了发射子弹之外的其他东西会有所帮助。根据爱因斯坦的狭义相对论,光速是一个普遍常数,这意味着在宇宙中无论在哪里测量它都是相同的。无论你坐在地球、火星还是Zoozve上,如果你测量光速,你会发现它以每秒299,792,458米(每秒983,571,056.43英尺)的酷炫速度前进,这是宇宙的绝对速度极限。

尽管爱因斯坦因思想实验而获得赞誉(正确地),这些实验使他认识到光速是一个常数,但实际上在此之前已经通过实验证明了这一点。

在爱因斯坦之前,有一种理论认为,光是通过一种无摩擦且物理上无法检测到的“发光以太”在空间中传播的,这种“发光以太”渗透到所有的空间和时间中。根据该理论,以太会有一个方向,就像我们大气中的风一样。当地球沿着其轨道运行时,如果这个理论是正确的,风将从不同的角度吹过我们,并且光在其中传播的速度将根据其与以太风的角度而不同。 

物理学家 A.A.迈克尔逊和爱德华·W·莫利分别于 1881 年和 1887 年进行了实验,旨在测量光相对于以太的速度。 

这个想法是将光源发送到分束器,将其向两个方向发送。一个将朝着地球前进的方向,另一个将与地球的方向成直角。然后光束射向两个镜子,镜子将光线发送回探测器。如果发光以太理论是正确的,那么光将在不同的时间被检测到,受到其在以太中的旅程的影响。

然而实验发现,光在各个方向上的速度都是相同的,这证明光速是恒定的,以太理论是不正确的。 

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