“光速不变原理”是定律?是公理?是定理?还是假设?

2022-08-23
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光速不变是一种假设,相对论是建立在这个假设之上的。

根据麦克斯韦方程组:最后可解得:即光速c只受到介质的介电常数 ε 和磁导率 µ 影响:真空介电常数为: ε0=8.854187817 × 10-12F/m(近似值)真空磁导率为: µ0 = 4π×10−7 V·s/(A·m)代入可得:c = 299792458m/s所以光速不变,是在同一空间内的同一介质内才有意义,即真空也是一种介质,在真空内光速为一个定值。

这个其实与空气中的声波一样,声源的运动不会改变声波的运动,但会改变声波的频率。

所以光源的运动不会改变光的速度,只会改变光的频率,即远离我们星系会出现光谱红移,靠近我们的星系会出现光谱蓝移。

以上都是考虑介质本身不运动的情况,即声波传播介质如果超音速飞行,那我们发现,在超音速飞机上,我们互相语音交流与地面无异,而在地面来说,这个声波的相对速度指定是超音速的,因为那部分介质已经与地面的介质完全脱离了。

所以,假如介质出现运动,且封闭不受本宇宙介质影响,那么光速其实是可变的,就像是在飞机上的空气,完全不受外界空气的影响。

但事实上,我们宇宙中不存在这样的封闭空间,所以光速在我们宇宙的真空中不变这个假设大概率是对的。

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小草

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