光速是多少?3Q

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/01 23:11:53
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光速定义值:c=299792458m/s 光速计算值:c=(299792.50±0.10)km/s 英文:speed of light/ velocity of light 定义:光波或电磁波在真空或介质中的传播速度,没有任何物体或信息运动的速度可以超过光速.理论 人无论靠什么推进器,速度都是无法达到光速的,更不要说超光速了.因为,有质量的物体的运动速度是不可能达到光速的.原理如下:首先,我们来了解一下质能等价理论.质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论,即著名的方程式E=mC^2,式(质能方程)中为E能量,单位电子伏特(eV),m为质量,单位MeV/c^2 ,C为光速;也就是说,一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量.一个静止的物体,其全部的能量都包含在静止的质量中.一旦运动,就要产生动能.由于质量和能量等价,运动中所具有的能量应加到质量上,也就是说,运动的物体的质量会增加.当物体的运动速度远低于光速时,增加的质量微乎其微,如速度达到光速的0.1时,质量只增加0.5%.但随着速度接近光速,其增加的质量就显著了.如速度达到光速的0.9时,其质量增加了一倍多.这时,物体继续加速就需要更多的能量.当速度趋近光速时,质量随着速度的增加而直线上升,速度无限接近光速时,质量趋向于无限大,需要无限多的能量.因此,任何物体的运动速度不可能达到光速,只有质量为零的粒子才可以以光速运动,如光子.若考虑微观状态(量子力学),有可能超过光速.黑洞的存在于光速没有关系,黑洞是由于引力场使空间弯曲造成的,不会影响光速 .真空中的光速是一个物理常数(符号是c),等于299,792,458米/秒.光速的测量方法:最早光速的准确数值是通过观测木星对其卫星的掩食测量的.还有转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法.1983年,光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准,并且约定光速严格等于299,792,458米/秒,此数值与当时的米的定义和秒的定义一致.后来,随着实验精度的不断提高,光速的数值有所改变,米被定义为1/299,792,458秒内光通过的路程.根据现代物理学,所有电磁波,包括可见光,在真空中的速度是常数,即是光速.强相互作用、电磁作用、弱相互作用传播的速度都是光速,根据广义相对论,万有引力传播的速度也是光速,且已于2003年得以证实.根据电磁学的定律,发放电磁波的物件的速度不会影响电磁波的速度.结合相对性原则,观察者的参考坐标和发放光波的物件的速度不会影响被测量的光速,但会影响波长而产生红移、蓝移.这是狭义相对论的基础.相对论探讨的是光速而不是光,就算光被稍微减慢,也不会影响狭义相对论.

光速 light,speed of 光波或电磁波在真栈蚪橹手械拇 ニ俣取? 真空中的光速 真空中的光速是一个重要的物理常量 ,国际公认值为 c=299792458米/秒。17 世纪前人们以为光速为无限大,意大利物理学家G.伽利略曾对此提出怀疑,并试图通过实验来检验,但因过于粗糙而未获成功。1676年 ,丹麦天文学家O.C.罗默利用木星卫星的星蚀时间变化证实光是以有限速度传播的。1727年,英国...

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光速 light,speed of 光波或电磁波在真栈蚪橹手械拇 ニ俣取? 真空中的光速 真空中的光速是一个重要的物理常量 ,国际公认值为 c=299792458米/秒。17 世纪前人们以为光速为无限大,意大利物理学家G.伽利略曾对此提出怀疑,并试图通过实验来检验,但因过于粗糙而未获成功。1676年 ,丹麦天文学家O.C.罗默利用木星卫星的星蚀时间变化证实光是以有限速度传播的。1727年,英国天文学家J.布拉得雷利用恒星光行差现象估算出光速值为c=303000千米/秒。 1849年 ,法国物理学家 A.H.L. 菲佐用旋转齿轮法首次在地面实验室中成功地进行了光速测量 , 最早的结果为c=315000千米/秒。1862年 ,法国实验物理学家 J.-B.-L.傅科根据 D. F. J. 阿拉戈的设想用 旋转 镜法测得光速为 c =(298000±500)千米/秒。19世纪中叶J.C.麦克斯韦建立了电磁场理论,他根据电磁波动方程曾指出,电磁波在真空中的传播速度等于静电单位电量与电磁单位电量的比值,只要在实验上分别用这两种单位测量同一电量(或电流),就可算出电磁波的波速。1856年,R.科尔劳施和W.韦伯完成了有关测量,麦克斯韦根据他们的数据计算出电磁波在真空中的波速值为 3.1074×105千米/秒 ,此值与菲佐的结果十分接近,这对人们确认光是电磁波起过很大作用。 1926年 ,美国物理学家 A.A. 迈克耳孙改进了傅科的实验,测得c=(299796±4)千米/秒 ,他于1929年在真空中重做了此实验,测得c=299774千米/秒 。后来有人用光开关(克尔盒)代替齿轮转动以改进菲佐的实验,其精度比旋转镜法提高了两个数量级。1952年,英国实验物理学家K.D.费罗姆用微波干涉仪法测量光速,得c=(299792.50±0.10)千米/秒。 此值于1957年被推荐为国际推荐值使用 ,直至1973年。 1972年 ,美国的 K.M.埃文森等人直接测量激光频率γ和真空中的波长λ,按公式c=γλ算得c=( 299792458 ±1.2 )米/秒。1975年第15届国际计量大会确认上述光速值作为国际推荐值使用。1983年17届国际计量大会通过了米的新定义 ,在这定义中光速 c= 299792458 米/秒为规定值 ,而长度单位米由这个规定值定义。既然真空中的光速已成为定义值,以后就不需对光速进行任何测量了。 介质中的光速 不同介质中有不同的光速值。1850年菲佐用齿轮法测定了光在水中的速度,证明水中光速小于空气中的光速。几乎在同时,傅科用旋转镜法也测量了水中的光速,得到了同样结论。这一实验结果与光的波动说相一致而与牛顿的微粒说相矛盾(解释光的折射定律时),这对光的波动本性的确立在历史上曾起过重要作用。1851年,菲佐用干涉法测量了运动介质中的光速,证实了 A.-J. 菲涅耳的曳引公式。

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