Re: [问卦] 光速为何是固定的

楼主: b852258 (Lion)   2017-11-06 23:42:37
※ 引述《seafox5566 (老猫)》之铭言:
: 各位安安
: 小弟上通识课
: 老师教爱因斯坦的相对论
: 但我看一切理论原始于
: 光速是不变得
: 到底为什么光速永远一样
: 有大师可以跟我说吗?
: 我要证明不是实验喔
: 嘻嘻
最近刚好看了一本科普书,来抛砖引玉一下
原PO的问题是“为什么光速是不变的”
其实这个说法不太精准,应该说“在任何的观测者眼中,光速是恒定的”
说明之前,有几个前提
首先要能接受宇宙中没有绝对速度,只有相对速度。
这句话是什么意思呢?
如果今天把你放在一个毫无一物的空间中,没有任何的参照物,那么就算
你以10km/s的速度前进,也和静止无异。
若今天有了一个静止的人和你同在一个空间中,这个空间中只有你们,你
以10km/s的速度前进,在他看来,是你以10km/s的速度向前进,但是在你
看来,是他以10km/s的速度向后退。
这两种说法都对,差别只在于观测者的不同,速度永远只能用相对来表示
,没有绝对速度。
有人会觉得无法接受,认为是谁动就是谁动,就算观测者不一样,那也只
是换个说法而已,实际上就是我动了啊。
其实有这个想法并不意外,因为这是人们对宇宙认知的直觉。
我今天换个话说,今天你在地球上以10km/s的速度向前行,这是相对地球而
言,这并不是你真正的速度,你没有考虑到地球的自转速度,我今天如果
在外太空看你的话,就算你躺在床上不动,如果睡了八小时,你已经跟着
地球转了80万公里。
有人说,那我的真实速度就把地球自转也考虑进去啊。
可是地球还有绕着太阳公转。那也把公转的速度考虑进去。
可是太阳系也在银河系公转。那也把太阳系公转的速度考虑进去。
除非你有办法找出宇宙的正中心,一个恒定静止的参照点,否则这样考虑下
去没完没了。
所以今天你说你静止不动,你真的有办法确定你是静止不动吗?
因为宇宙如此浩瀚,我们根本无法确定我们是真的静止还是在运动,因此,
在没有参照物的情况下,速度是没有意义的。
到这里如果你能接受的话,那我们再接着讲下去。
西元1864年,马克士威总结归纳出了一组方程式,后世就以他的名字命名,
马克士威方程组。
以下的内容因为我也是从书上直接照本宣科,所以更深的内容我也不清楚。
细节不用深究,简言之,马克士威方程组是一个描述电磁作用的方程组。
根据书上所说,马克士威将“位移电流”引入了方程组中,这使得新得到的
方程式能以“波动”的方式表达,亦即波动方程式。
其中的波是以振动的电场与磁场构成的。
而马克士威方程式预测了两者的强度比就是波的速度。
经过计算,波的速度是 299,792,458 m/s,好巧不巧,就是光的速度。
而在推导出电磁波的速度中,并没有提及波源或接受装置本身的速度。
我们前面提及了,没有参照物的速度是没有意义的,而马克士威方程组
从头到尾都没有接触到这个问题。
也就是说,这个速度是宇宙中的不变量,不因观测者不同而有所变化。
这会导致了一种诡异的结论,无论我是以什么速度前进,我观测光的速度
永远都会是299,792,458 m/s。
而迈克森-莫立实验也验证了这一点,光速是恒定不变的。
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大概4这样。
以上内容是摘自“为什么E=mc2? 探索时空、质量之源与希格斯粒子”
Brian Cox & Jeff Forshaw 著
如果有误的话,还请专业的大大指出来
不过我也只是业余爱好者,更深入的内容我也讲不出个所以然
作者: kkes0001 (kkes0308)   2017-11-06 23:43:00
文组都看懂了!
作者: qaz90427 (回收业者永远不败)   2017-11-06 23:44:00
南部私立科大也都看懂了
作者: gfhnrtjpoiuy (against all odds)   2017-11-06 23:45:00
用语够亲民推
作者: james732 (好人超)   2017-11-06 23:45:00
推认真
作者: j121369730 (jj861104)   2017-11-06 23:45:00
作者: TFnight (二十四夜)   2017-11-06 23:46:00
作者: yongguo (面包君)   2017-11-06 23:46:00
作者: ptrpan (人生目标)   2017-11-06 23:48:00
地球周长也不过四万公里…为什么睡八小时会跑八十万公里…
作者: emptie ([ ])   2017-11-06 23:49:00
简单来说,这是观测结果,实验做出来就是这样。不为什么
作者: ff20   2017-11-06 23:49:00
楼主: b852258 (Lion)   2017-11-06 23:49:00
地球公转速度每小时10万7000公里
作者: howard0113 (无敌系边)   2017-11-06 23:50:00
相对什么的对文组来说太难了
作者: emptie ([ ])   2017-11-06 23:50:00
楼上,地球轨道半径1.5亿公里,八小时差不多会绕行1/1000圈
作者: ptrpan (人生目标)   2017-11-06 23:50:00
简单说来,其他地方没有问题,上面那句话是错的…
作者: ptrpan (人生目标)   2017-11-06 23:51:00
emptie当原文讲这句话的时候,只考虑自转…后一句才开始考虑到公转的影响…
作者: victciv (努力型肥宅)   2017-11-06 23:51:00
推 八卦有你真好
作者: ptrpan (人生目标)   2017-11-06 23:52:00
虽然我的物理没有很强,不过通篇我是没有疑问的…只针对叙述有误的地方而已

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