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解密:光速为什么可以这么快?它的动力源是什么?

2018-11-23  dyrchjiu

光速是宇宙中最快的速度,这无可辩驳,一切有静质量的物体,无论怎么加速,永远也到不了光速,因为当无限接近光速的时候,再加速将会需要无尽的能量。但是为什么光能够跑的这么快呢?

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非要说为什么,我也说不清楚,反正是光从一出生就是这么快的速度,它不会减速,更不会停下来,可以说光速是宇宙中的常数,就像万有引力常数一样,自宇宙创生之初就已经被定义好了的。

光是一种奇怪的物质,历史上人们关于光是粒子还是波的争论持续了几百年。最先由牛顿提出光是粒子的学说,被人们奉为真理信仰了一百多年,但是后来托马斯·杨做的双缝干涉实验等于是直接给粒子说判了死刑。人们又认为光是一种波,但是奇怪的是人们又发现光传播好像是不需要任何介质的,这与传统的波的定义不符。

人们又试图捏造一种无法被观测到的物质以太,以太作为光的介质充满整个宇宙空间的任何地方。

后来迈克尔逊等人试图验证以太是否存在,以太没发现,倒是发现了光速不变原理。

解密:光速为什么可以这么快?它的动力源是什么?

后来,人们终究还是搞不清楚光到底是粒子还是波,又因为发现了光不仅具有粒子性,比如光电效应,又具有波的性质,比如衍射和偏振,于是就只好说光具有波粒二象性,光既有粒子性又有波动性。爱因斯坦基于量子论提出了光子说,成功解释了光电效应,又创立了相对论,根据相对论计算,结合质能方程式,可以得出光子的相对论质量是m=hν/c^2,光子的质量与其频率有关,如果光子停止运动了,那么光子将不会再具有质量,这也就是为什么说光子没有静止质量。另外有一点需要说明的就是光在不同介质中的传播速度是不一样的,在真空中传播的速度最快,而在金刚石中的传播速度只有真空中的一半。

光速不变原理是相对论成立的前提,根据相对论也可以得出光子没有静止质量的结论,或许不妨理解为光子的能量来自于宇宙创生之初,光子没有静质量,所以它可以把能量全部转化为动能,让光子保持光速前进。

解密:光速为什么可以这么快?它的动力源是什么?

光的能量来源可谓是多种多样的,宇宙大爆炸时会产生无数的光子;电灯钨丝放电时,会激发产生光子;在原子的核外电子从低能级向高能级跃迁的时候,会吸收光子,而从高能级向低能级跃迁的时候,则会放出光子。产生光的方式是有很多种的,反正总有某种方式使得能量转化为光,而且是在能量守恒的前提下进行的。

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