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光的传播速度(光的传播速度那么快,它的动力源是什么?)

光的传播速度约为每秒钟300000千米 光速 光(电磁波)在真空中的传播速度。2013年公认值为C=299 792 458 米/秒(精确值) 一般四舍五入为3×10⑻米/秒,是最重要的物理常…

光的传播速度约为每秒钟300000千米
光速
光(电磁波)在真空中的传播速度。2013年公认值为C=299 792 458 米/秒(精确值)
一般四舍五入为3×10⑻米/秒,是最重要的物理常数之一。
17世纪以前,天文学家和物理学家都认为光速是无限大的,宇宙恒星发出的光都是瞬时到达地球。伽利略首先对此提出怀疑,他于1607年在两山顶间做实验测光速,由于光速太大而实验装置又太简陋,未获成功。1676年丹麦天文学家罗默,利用天文观测,首次成功测量了光速。1849年法国科学家斐索在实验室里,用巧妙的装置首次成功地在地面上测出了光速。1973年美国标准局的埃文森采用激光方法利用频率和波和测定光速为(299792 485+1.2)米/秒。经1975年第15届国际计量大会确认,上述光速作为国际推荐值使用。1983年第17届国际计量大会上通过米的新定义为“真空”中光在1/299 792 458秒时间间隔内行程的长度。

光的传播速度那么快,它的动力源是什么?
既然问到了这个问题,前提得需要知道光是什么?光是一种电磁波,这是从波动性来看它的,如果从粒子性来看它的话,光是由光子组成的。但是无论从哪个角度看,光的传播速度都只能是光速,且无需加速过程,出生就是光速。如果问,为什么可以这么去保证它,没办法,这是理论要求的。
从粒子性来看,光由光子组成,光子没有静质量,它是一种规范玻色子,只能用来传递相互作用,这里科普一下什么是玻色子,简单来说,我们常见的物质是由费米子构成的,而传递引力、电磁力等基本作用力是以玻色子为媒介的,比如光子、胶子等。那为什么光子没有静质量呢?且来看看狭义相对论中的质增公式,如下:
你会看到,由于光子的运动速度为光速c,所以分母为0,当然学习数学我们知道,分母为0的话,公式失去了意义,为了保证有意义,那么m0(静质量)也为0,此时0/0有意义,因此光子的静质量为0,也就没有静质量。
从另一个方面来讲,也是这一个公式,由质增公式可以知道,随着粒子运动速度越快,动质量会增加,以至于逼近光速时,质量趋近于无穷大,对于加速一个质量为无穷大的物体来说,所需要的能量也是无穷大的,这个说不通,因此推导出一切有静质量的物体都不可以达到光速,那作为以光速运动的光子,也就不能具有静质量。
从波动性来说的话,光是电磁波,实质是变化的电磁场,电磁场会以光速建立起来,那么电磁波的传播速度应当就是光速。
题目最后问到,宇宙的膨胀速度为什么超光速?对于这个问题,相信你也经常遇到,宇宙膨胀的速度并不是我们认为的单纯的运动速度,它是空间整体的膨胀速度,这种膨胀存在于任何一个角落,至于为何距离较近的物体看不出来在膨胀,这是因为距离较近,引力占据上风,所以没有表现出来膨胀。
文/科学船坞

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