為什麼光速這麼快,為什麼光速是最快的?

時間 2022-04-20 19:05:14

1樓:匿名使用者

光速的測定在光學的發展史上具有非常特殊而重要的意義。它不僅推動了光學實驗,也打破了光速無限的傳統觀念;在物理學理論研究的發展里程中,它不僅為粒子說和波動說的爭論提供了判定的依據,而且最終推動了愛因斯坦相對論理論的發展。

在光速的問題上物理學界曾經產生過爭執,開普勒和笛卡爾都認為光的傳播不需要時間,是在瞬時進行的。但伽利略認為光速雖然傳播得很快,但卻是可以測定的。2023年,伽利略進行了最早的測量光速的實驗。

伽利略的方法是,讓兩個人分別站在相距一英里的兩座山上,每個人拿一個燈,第一個人先舉起燈,當第二個人看到第一個人的燈時立即舉起自己的燈,從第一個人舉起燈到他看到第二個人的燈的時間間隔就是光傳播兩英里的時間。但由於光速傳播的速度實在是太快了,這種方法根本行不通。但伽利略的實驗揭開了人類歷史上對光速進行研究的序幕。

2023年,丹麥天文學家羅麥第一次提出了有效的光速測量方法。他在觀測木星的衛星的隱食週期時發現:在一年的不同時期,它們的週期有所不同;在地球處於太陽和木星之間時的週期與太陽處於地球和木星之間時的週期相差十四五天。

他認為這種現象是由於光具有速度造成的,而且他還推斷出光跨越地球軌道所需要的時間是22分鐘。2023年9月,羅麥預言預計11月9日上午5點25分45秒發生的木衛食將推遲10分鐘。巴黎天文臺的科學家們懷著將信將疑的態度,觀測並最終證實了羅麥的預言。

羅麥的理論沒有馬上被法國科學院接受,但得到了著名科學家惠更斯的贊同。惠更斯根據他提出的資料和地球的半徑第一次計算出了光的傳播速度:214000千米/秒。

雖然這個數值與目前測得的最精確的資料相差甚遠,但他啟發了惠更斯對波動說的研究;更重要的是這個結果的錯誤不在於方法的錯誤,只是源於羅麥對光跨越地球的時間的錯誤推測,現代用羅麥的方法經過各種校正後得出的結果是298000千米/秒,很接近於現代實驗室所測定的精確數值。

2023年,英國天文學家布萊德雷發現了恆星的「光行差」現象,以意外的方式證實了羅麥的理論。剛開始時,他無法解釋這一現象,直到2023年,他在坐船時受到風向與船航向的相對關係的啟發,認識到光的傳播速度與地球公轉共同引起了「光行差」的現象。他用地球公轉的速度與光速的比例估算出了太陽光到達地球需要8分13秒。

這個數值較羅麥法測定的要精確一些。菜德雷測定值證明了羅麥有關光速有限性的說法。

光速的測定,成了十七世紀以來所的關於光的本性的爭論的重要依據。但是,由於受當時實驗環境的侷限,科學家們只能以天文方法測定光在真空中的傳播速度,還不能解決光受傳播介質影響的問題,所以關於這一問題的爭論始終懸而未決。

十八世紀,科學界是沉悶的,光學的發展幾乎處於停滯的狀態。繼布萊德雷之後,經過一個多世紀的醞釀,到了十九世紀中期,才出現了新的科學家和新的方法來測量光速。

2023年,法國人菲索第一次在地面上設計實驗裝置來測定光速。他的方法原理與伽利略的相類似。他將一個點光源放在透鏡的焦點處,在透鏡與光源之間放一個齒輪,在透鏡的另一測較遠處依次放置另一個透鏡和一個平面鏡,平面鏡位於第二個透鏡的焦點處。

點光源發出的光經過齒輪和透鏡後變成平行光,平行光經過第二個透鏡後又在平面鏡上聚於一點,在平面鏡上反射後按原路返回。由於齒輪有齒隙和齒,當光通過齒隙時觀察者就可以看到返回的光,當光恰好遇到齒時就會被遮住。從開始到返回的光第一次消失的時間就是光往返一次所用的時間,根據齒輪的轉速,這個時間不難求出。

通過這種方法,菲索測得的光速是315000千米/秒。由於齒輪有一定的寬度,用這種方法很難精確的測出光速。

2023年,法國物理學家傅科改進了菲索的方法,他只用一個透鏡、一面旋轉的平面鏡和一個凹面鏡。平行光通過旋轉的平面鏡匯聚到凹面鏡的圓心上,同樣用平面鏡的轉速可以求出時間。傅科用這種方法測出的光速是298000 千米/秒。

另外傅科還測出了光在水中的傳播速度,通過與光在空氣中傳播速度的比較,他測出了光由空氣中射入水中的折射率。這個實驗在微粒說已被波動說推翻之後,又一次對微粒說做出了判決,給光的微粒理論帶了最後的衝擊。

2023年,卡婁拉斯和米太斯塔德首先提出利用克爾盒法來測定光速。2023年,貝奇斯傳德用這種方法測出的光速是299793千米/秒。

光波是電磁波譜中的一小部分,當代人們對電磁波譜中的每一種電磁波都進行了精密的測量。2023年,艾森提出了用空腔共振法來測量光速。這種方法的原理是,微波通過空腔時當它的頻率為某一值時發生共振。

根據空腔的長度可以求出共振腔的波長,在把共振腔的波長換算成光在真空中的波長,由波長和頻率可計算出光速。

當代計算出的最精確的光速都是通過波長和頻率求得的。2023年,弗魯姆求出光速的精確值:299792.

5±0.1千米/秒。2023年,埃文森測得了目前真空中光速的最佳數值:

299792457.4±0.1米/秒。

光速的測定在光學的研究歷程中有著重要的意義。雖然從人們設法測量光速到人們測量出較為精確的光速共經歷了三百多年的時間,但在這期間每一點進步都促進了幾何光學和物理光學的發展,尤其是在微粒說與波動說的爭論中,光速的測定曾給這一場著名的科學爭辯提供了非常重要的依據。

2樓:匿名使用者

光速並沒有什麼質量小。而是光子質量小。因為光子質量小(確切的說,其靜止質量為0),所以光速可以快。

而為什麼其質量小(為零),乃至於說為什麼要有一種粒子的質量為零,而速度能達到如此之快,以作為其他粒子運動速度的極限,這就要看我們的世界是怎樣運作起來的。這個問題恐怕不是現在的物理學家能回答的。他正涉及了一些本質問題!

3樓:匿名使用者

你問了個不是問題的問題 我只能用非常規方式回答了 為什麼金屬能導電 水在常溫下是液體 為什麼像你的人不是你 而你還是你自己是什麼物質就有什麼物理屬性 所以這個物質才稱為它相應的名字 為什麼這些物質有這些相應的物理屬性 我想只有問上帝了

為什麼光速是最快的?

4樓:匿名使用者

這個問題應當說為什麼我們的宇宙中存在一個速度極限,是30萬km/s。而光只是剛好等於這個速度。

早先的科學家們在各種條件(勻速運動或靜止的參考系)中粗略測得光速不變。然後洛倫茲假設光速確實不變,設計思想實驗希望證偽或證實。實驗基本思想:

某時刻,勻速運動系中某點和靜止系中某點重合時,研究兩點的座標變換關係。由於兩系的共性(或者叫橋)為光速相等,因此猜想兩系應該存在某種關聯。結論:

兩系確實存在穩定關係,係數為洛倫茲因子γ=1/(√(1-v²/c²)),即分母為(1-v²/c²)開根號。分母開根號中,(1-v²/c²)必須大於零,否則沒有意義(v>c,時間算出來變成虛數;v=c時,時間長度質量無窮大或者根本沒有任何意義)。所以實驗證實了宇宙中確實存在一個極限速度,即光速本身。

愛因斯坦據此總推出狹義相對論。

但只有數學推導沒有用,麥克斯韋聯立了已有實驗支援的電磁學的一些方程,解出電磁波速度是個常數,接近光速。於是猜想光速等於電磁波速,光本身就是一種電磁波,赫茲實驗證實了確實存在電磁波,速度等於光速。隨著對電磁波和光本質的研究,除了速度外,光和電磁波還表現出相當多的共性,但不完全相同,電磁波更廣義,可以說光是電磁波的一部分。

小結:至於為什麼光速不變是個常數,個人認為光速是我們這個宇宙的眾多基本屬性之一,也許在其他宇宙光速可被超越,可能為100萬km/s,200萬km/s等等。

5樓:匿名使用者

人無論靠什麼推進器,速度都是無法達到光速的,更不要說超光速了。因為,有質量的物體的運動速度是不可能達到光速的。原理如下:

首先,我們來了解一下質能等價理論。質能等價理論是愛因斯坦狹義相對論的最重要的推論,即著名的方程式e=mc^2,式中為e能量,m為質量,c為光速;也就是說,一切物質都潛藏著質量乘於光速平方的能量。

一個靜止的物體,其全部的能量都包含在靜止的質量中。一旦運動,就要產生動能。由於質量和能量等價,運動中所具有的能量應加到質量上,也就是說,運動的物體的質量會增加。

當物體的運動速度遠低於光速時,增加的質量微乎其微,如速度達到光速的0.1時,質量只增加0.5%。

但隨著速度接近光速,其增加的質量就顯著了。如速度達到光速的0.9時,其質量增加了一倍多。

這時,物體繼續加速就需要更多的能量。當速度趨近光速時,質量隨著速度的增加而直線上升,速度無限接近光速時,質量趨向於無限大,需要無限多的能量。因此,任何物體的運動速度不可能達到光速,只有質量為零的粒子才可以以光速運動,如光子

6樓:笑笑科普

在人們的認知當中,真空中的光速可以說是目前所發現的自然界物體運動的最大速度了,為什麼光可以跑這麼快?它的動力源是什麼呢?

7樓:陀惠粘尋凝

光速最快只是一種界限,沒有具體的原因,就像絕對零度一樣,它也只是形容最低溫度的一個界限!~

8樓:表燕況朋義

因為迄今為止還沒有找到比光更快的速度了。光速c=3*10^8m/s

9樓:

光速(speed of light/ velocity of light)是自然界物體運動的最大速度。光速與觀測者相對於光源的運動速度無關。物體的質量將隨著速度的增大而增大,當物體的速度接近光速時,它的動質量將趨於無窮大,所以質量不為0的物體達到光速是不可能的。

只有靜質量為零的光子,才始終以光速運動著。光速與任何速度疊加,得到的仍然是光速。真空中的光速是一個重要的物理常量。

光速定義值:c=299792458m/s=299792.458km/s

10樓:無限時光

因為沒有比他跟快的了

11樓:成靚智雪晴

01 對於任何攜帶能量和資訊的物質,光速是它們的運動速度上限,這是由愛因斯坦的狹義相對論所限制的。狹義相對論禁止超光速,真空中的光速是宇宙最快的速度,其精確值為299792458 m/s。

根據愛因斯坦在相對論中提出的質能方程來看,當物體的速度接近光速時,它的質量會變得無限大。所以可想而知,物體的速度接近光速非常之困難,而且光子,在靜止時是沒有質量的。根據相對運動來說,當一物體你非常快速行進時,如果在與他相同速度的物體之中可以看見它是靜止的,但是這對於工業來說並不存在。

無論你以多快的速度前行,光速永遠,是3×十的八次方米每秒。所以說光速是一個臨界速度,沒有任何物體的速度能夠超越光速,並不是說光速是到達兩個空間時間,最快的前行方式,還有諸如蟲洞之類更加迅捷的方式。但是單單按照速度而言,光速它是一個臨界值,沒有任何物體的速度能夠超過光速。

從質能方程可以看出的物體,到工作的時候,它的質量會變得無限大,質量無限大,會引起巨大的引力,引力可以改變空間和時間,引力越大時間會被壓縮,所以一旦問題的速度超過光速,那麼時間就會倒流,就會違反整個宇宙的定律。所以到目前為止,我們還無法想象,或者試驗出當物體超過光速會你是怎樣的結果?光速是速度的,臨界點,它標誌的速度只能在高速,或者光速以下,絕對不可能超過光速!

所以說宇宙的,運轉規定的光速是宇宙的臨界速度。不可被超越。

光速和時間有什麼關係,為什麼說達到光速時間停止

如果宇宙 現2個原子的時候,空間就出現了,因為既然是2個原子,就肯定存在著距離,這樣空間也就出現了。當這兩個原子發生相對運動的時候,那麼它們之間的位置就會發生改變,而在這時,就要對這兩個原子之間發生的位置改變作一個標示,這時時間也就出現了。對原子之間不同的 序列性距離相等位置變化所作出的標記,就被稱...

為什麼女人變心這麼快,為什麼男人變心會這麼快呢。

刀希烏修竹 應為你還沒有了解她,連一半也沒有。所以你認為她變心快 檀晶進騫堯 女人變心?到底是誰的錯啊 要好好自審自己一番,她變心肯定有原因。1 你是真的愛她嗎?2 她原本就是喜歡你的錢,因為你有錢。3 她有錢,找你也許是她生理上的需要。 毋憐襲欣 人心難測 深似海.七情六慾在其中. 嬴念蟻香梅 不...

為什麼網咖的網速這麼快,為什麼網速這麼卡?

網咖是在 電信 網通 租用的 伺服器 網咖位置在 距離最近的 機房會給網咖做單獨的伺服器 光纖接入的 末端到網咖接入口也是光纖 所以n快 家庭用網 肯定是跟這個比不了的 網咖的費用跟家庭比 也是天壤之別 網咖的是專線,是用光纖直接連線到機房的,頻寬也很大,一般100m以上的 家庭用的寬頻需要先連線到...