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相对论随想—光速之谜李谋智电磁学的发展最初也是纳入牛顿力学的框架，但在解释运动物体的电磁过程时却遇到了困难。最典型的例子是：有两辆汽车，前一辆车的灯光向你靠近，后一辆车的灯光远离；1964年到1966年，欧洲核子中心让一种粒子以0.99975c的高速飞行，辐射出的光子，实验室速度仍是C；对双星运动的观测，也证实光速与光源的运动无关。按照麦克斯韦的理论，这两种光的速度相同，汽车的速度在其中不起作用。但根据伽利略理论，前车的光速=光速+车速；而驶离车的光速较慢，因为后车的光速=光速-车速，这两种光的速度并不相同。于是，人们提出这样一个问题：适用于力学的相对性原理是否适用于电磁学？经典力学在此真的遇到了挑战吗？我们先来明确一个问题，什么是光速？乍一看，这个问题显得幼稚可笑，然而却刚好切中一个要害，那就是：人们对光的认识至今仍然是相当肤浅的。光有以下一些特性：光有波所特有的干涉与衍射现象；光在均匀介质中的传播速度不变；光从光疏物质进入光密物质时，光的传播速度变大；两束光交叉时，光不改变方向。可见，光具有波的本质特征，应该确信光是一种波。如果认为光是由介质传播的波，光速就应该是波速的一种，我们先来研究一下波速。波不同于普通的运动物体，但波的速度与普通物体的速度一样，具有相对性，相对于不同的参照物，波的速度一般会不同，根据需要，可选不同的物体为参照物，但我们常常会选介质、波源、波的接收者和参照系为参照物，为了区别，我们将波面相对于介质的速度称之为介质波速，将波面相对于波源的速度称之为波源波速，将波面相对于接收者的速度称之为接收波速，将波面相对于参照系称之为参照系波速。以下逐一讨论：一、 介质波速介质波速与介质的传播性能有关。在各向同性的介质中，相对于介质，波以球型波面各向同性向四周传播，波面的中心相对于介质静止，介质波速不变；波从一种介质进入另一种传播性能不同的介质时，介质波速会减小或者变大，且变化是可逆的；介质波速与波源的运动速度无关。在各向同性的介质中，运动的波源在介质某处产生的波，相对于介质，波以球型波面各向同性向四周传播，介质波速不变。  总结：介质波速由介质本身的特性决定，与波源的运动无关。二、波源波速当介质相对于波源静止时，波源波速等于介质波速。在各向同性的介质中，相对于波源，波以球型波面各向同性向四周传播，波面的中心相对于波源静止，波源波速不变。当介质相对于波源运动时，在各向同性的介质中，相对于波源，波以球型波面各向同性向四周传播，但波面的中心将与介质同步移动，波源波速等于介质波速与介质相对于波源速度的矢量和。总结：波源波速由介质波速和介质相对于波源速度共同决定，与波源的运动无关。三、接收波速当介质相对于接收者静止时，接收波速等于介质波速。在各向同性的介质中，相对于接收者，波以球型波面各向同性向四周传播，波面的中心相对于接收者静止，波源波速不变。当介质相对于运动时，在各向同性的介质中，相对于接收者，波以球型波面各向同性向四周传播，但波面的中心将与介质同步移动，接收波速等于介质波速与介质相对于接收者速度的矢量和。总结：接收波速由介质波速和介质相对于接收者速度共同决定，与波源的运动无关。四、参照系波速当介质相对于参照系静止时，参照系波速等于介质波速。在各向同性的介质中，相对于参照系，波以球型波面各向同性向四周传播，波面的中心相对于参照系静止，波源波速不变。当介质相对于运动时，在各向同性的介质中，相对于参照系，波以球型波面各向同性向四周传播，但波面的中心将与介质同步移动，参照系波速等于介质波速与介质相对于参照系速度的矢量和。总结：参照系波速由介质波速和介质相对于参照系速度共同决定，与波源的运动无关。综上所述，无论介质波速，波源波速，接收波速，还是参照系波速,无论那一种波速，与波源的运动无关。因此,光作为一种波，光速与光源的运动无关，是符合经典力学的，经典力学何错之有？而对经典力学产生误解的根源是，把光当作普通的运动物体，运用经典力学的叠加原理来研究光速，而不是把光当作一种波。 特别声明：本人将连续贴上一系列的文章，要驳本人所表达的观点，要正面回答提出的问题，否则，请免开尊口。  |