作业帮光为什么在任何参照系中速度总是不变的?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 20:33:28
光为什么在任何参照系中速度总是不变的?
光为什么在任何参照系中速度总是不变的?
光为什么在任何参照系中速度总是不变的?
系统证明光速不变原理（摘自百度百科）
光速不变原理：无论在何种惯性系（惯性参照系）中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,都为299792.458公里/秒.
证明光速不变的四项事实.
1） 恒星光行差.
2） 恒星都是一个一个的小圆点.
3） 恒星都静止.
4） 太阳光迈克尔逊——莫雷实验.
任意恒星光行差都长期保持不变,证明：光行差不随时间变化,所以光速也不随时间变化.所有恒星的光行差都为20.5〃角距,证明：所有恒星的光速都相同.
《系统分析恒星光行差》中已经详细论证了“光速不变”,所以不再重复.
恒星都是一个一个的小圆点,证明：任意一个恒星的所有的光线的光速都相同,即没有不同光速的光线.
因为没有任何光速‘变化’的现象,所以只有采用‘反证法’.
设：某恒星发来两种光速的光线；光速为c的光线,用c表示；光速为C的光线,用C表示；光速c＞C
因为c和C都是连续的,所以观测者能够同时接收到c和C；但观测者同时接收到的c和C,必然不是同时从恒星发出的.
因此设：c发出的时刻为零；C发出的时刻为t；恒星零时刻的位置为A；t时刻的位置为B；因恒星周日视运动角速度ω＝15.0411〃/秒,所以A、B之间的角距φ＝ωt
再设：φ＝10′（太阳直径的1/3）；恒星距离L＝30光年.
则：t＝φ／ω＝10×60÷15.0411≈40（秒）
c传播的时间T1＝L/c＝30（年）≈86400×365＝946080000（秒）
C传播的时间T2＝L/C
据题意知：T2＝T1＋t＝L/c＋t＝946080000＋40＝946080040（秒）
所以：C＝L/T2＝946080000c/946080040≈0.9999999577c≈299999.987（公里/秒）
即：如果φ＝10′,则c－C＝300000－299999.987＝0.013（公里/秒）＝13（米/秒）
也就是说：如果两条光线的光速差为13米/秒,则这颗距离为30光年的恒星,就同时在角距为10′的A和B两个位置上.
光速连续比间断变化的可能性大得多,如果恒星光速是在C和c的范围内连续变化的,则看起来,该恒星应该是：长度为10′角距的线段.
因为从未看到过：恒星具有多个位置和任何拉长的现象,所以结论正确.
恒星都静止,证明：所有恒星的光速都不随时间变化,都始终恒为常数c不变.这是因为如果光速不断变化,则看起来恒星必然是运动的.证明方法与上述类似,不再重复.
太阳光迈克尔逊——莫雷实验证明：太阳光的光速不变.
迈克尔逊——莫雷实验的依据是：光速＝波长×频率
光波长和频率都是根据光干涉条纹确定的.根据‘杨氏双缝干涉实验’干涉条纹之间的间距,能够独立推算出‘光波长’,自然可确定‘光频率’.
这样推算确定的光波长和频率的乘积为常数,即不同颜色光的波长和频率的乘积相等；而且乘积数值等于检测的‘光速值’；从而充分证明：‘光速＝波长×频率’成立.
迈克尔逊和莫雷通过长期多次分别检测,来自不同方向的阳光的光速,充分证明：阳光的光速不变
光速太大吧