你們認為如果光速下降會發生什麼?
且設v是靜止介質中的光速,u是介質的運動速度,v"是所要求得的運動介質中的光速。另請不要在意下文矢量的書寫光在不同介質中的速度不同,由於光是電磁波,因此光速也就依賴於介質的介電常數和磁導率。在各向同性的靜止介質中,光速是一個小於真空光速c的定值。如果介質以一定的速度運動,則一般求光速的方法是先建立一個隨動參考系,其中的光速是靜止介質中的光速,然後通過參考系變換得到運動介質中的光速;或者可以直接用相對論速度疊加公式去求運動介質中的光速。光和聲雖然都具有波動性質,但兩者波速的演算法是完全不同的。以聲音實驗為例:空氣對地面靜止,第1次我們不動測得我們發出的聲音1秒鐘前進了300米;第二次我們1秒鐘勻速後退1米,測得聲音距我們301米,得到結論:兩次聲音相對地面速度不變,相對我們,第一次300米/秒;第2次301米/秒。在牽涉到的速度遠小於光速的情況下,聲速滿足線性疊加。換做光實驗,我們用玻璃介質再做一次,靜止玻璃中的光速,在各個方向上都是相等的。我們再做一個我們不動,讓玻璃勻速運動的實驗,會發現光對玻璃的速度在不同方向上是不等的,但不是簡簡單單的線性疊加了,而是遵循相對論速度疊加:
其實在前述聲速實驗中,聲速嚴格來講遵循的也是相對論速度疊加,只是若u、v都遠小於光速c,則式子中是個很小的值,近似略去之後就得v"≈v+u,回到經典的線性疊加形式。
所以,千萬不可以用低速條件下機械波的近似規律去硬套光波。作為狹義相對論基本假設之一的光速不變原理,永遠指的是真空中的光速c不變,它是基本物理常數之一。如果有介質,就需要利用相對論速度疊加公式去求光速,切忌用簡單線性疊加。對光速不變原理的正確理解,是正確理解狹義相對論的關鍵之一。不同介質中有不同的光速值。1850年菲佐用齒輪法測定了光在水中的速度,證明水中光速小於空氣中的光速。幾乎在同時,傅科用旋轉鏡法也測量了水中的光速(),得到了同樣結論。這一實驗結果與波動說相一致而與牛頓的微粒說相矛盾(解釋光的折射定律時),這對光的波動本性的確立在歷史上曾起過重要作用。1851年,菲佐用干涉法測量了運動介質中的光速,證實了A.-J.菲涅耳的曳引公式。
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