光速不变证据
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光速不变证据
光速不变原理是指无论在何种惯性系(惯性参照系)中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,都为299792.458公里/秒。
其证据如下:
- 恒星光行差:光行差不随时间变化,所以光速也不随时间变化。
所有恒星的光行差都为20.5°角距,证明所有恒星的光速都相同。
- 恒星都是小圆点:如果光速是变化的或者是不同的,那么恒星应该具有多个位置和任何拉长的现象,然而实际上,恒星都是一个个小圆点,所以可以反正光速不变。
- 太阳光迈克尔逊-莫雷实验:当时科学界都认为宇宙中充满不可见的物质“以太”,所有星球都处于以太之中。
如果以太存在,且光速在以太中的传播服从伽利略速度叠加原,这意味着光速对于地球上的人会时快时慢。
基于这种思想,1887年,迈克耳逊和莫雷进行了实验,用一个分光镜将一束光分成两束相互垂直的光,让它们经过一系列的反射后再进行干涉。
如果以太风存在,那么S-M1段反光的时间t1和S-M1段反光的时间t2应该不一致,就会在O上面产生干涉条纹移动。
然而实验结果是没有干涉条纹的移动,也就是说光速没有变化。
光速不变原理是现代物理学的基础之一,它不仅在相对论中起着重要作用,也在其他领域如天文学、通信技术等方面有着广泛的应用。