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摘抄：光是电磁波，是波的一种，因此可根据波的传播划定探索光速的详情门径。波的传播顺服这么的划定：(1).波是靠介质的延续振动进行传播，波的传播离不开传播介质。(2).传播介质的性质决定着波在传播介质中的传播速率。(3).波源在传播介质中的转移不会影响波在传播介质中的传播速率。根据这些传播划定，可归纳出波速以及光速的详情门径。另外，根据这些传播划定，还不错很容易的解释迈克尔逊－莫雷实验、斐索活水实验、抛球想想实验、以及各星球照耀到地球上的光速交流等一些一直困惑东说念主们的光景色。正途至简，其实光波并连续顶，它的传播划定与其它波并莫得什么不同，光不可在无传播介质的空间传播，也不存在光速不变旨趣。
枢纽字：相对论，光速不变，传播介质，电场，光速详情门径
中图分类号：Ｏ 43 文件标志码：Ａ
0 小引
相对论写进了中学与大学的物理教科书，被合计是现在最伟大的表面，但同期它亦然遭到质疑最多的表面。光速不变旨趣是相对论的基础，其亦然被质疑的焦点。
科学探索之本在于发现划定，复杂的当然景色通常反应的是浅易的科学划定。要学和会过景色转头划定，然后再使用划定解释新的景色，对光速的探索就可使用这种门径。光是波的一种，因此不错先归纳波的传播划定，然后再把它应用到光波上。当把波的传播划定应用到光波上后会发现，一些看似复杂的光景色皆不错取得合观念释，它们并不宽广莫测。紧迫的是要学会发现划定，学会诈欺划定，学会透过景色看试验。其实，光速的详情门径与其它波并莫得什么不同，此文用波动表面对光速详情门径的解释，真义浅易，门径可靠，值得筹谋。
伸开剩余91%1 东说念主们对光速不变旨趣存在的质疑
光速不变旨趣指出：真空中的光相干于任何参考系的传播速率皆是一样的，与光源和不雅察者的通顺景色无关[1]。
光速不变旨趣有两层含义：(1).光源的转移不会影响光的传播速率；(2).光相干于任何参照物的传播速率皆是一样的，非论这些参照物是通顺的如故静止的。
关于第(1)层，光源的转移不会影响光的传播速率的不雅点，东说念主们大皆莫得异议。因为波在传播介质中的传播速率是由传播介质的性质决定的，波在性质踏实的传播介质中的传播速率是固定的[2]。波源相干于传播介质转移时会影响波的频率与波长，但波在传播介质中的传播速率并不会更动，这是总计波皆顺服的一条划定。
但关于第(2)层，光相干于通顺景色不同的参照物其传播速率皆是一样的这种不雅点，就有不少东说念主示意质疑了，因为它违反了最基本的速率合成章程。
2 波速以及光速的详情门径解释
详情速率的大小必须有明确的参照物才有真义。而光速不变旨趣却说，光相干于总计的参照物传播速率皆一样。所谓的相干于总计参照物，其实质就是莫得明确的参照物，莫得明确的参照物则速率就无从谈起。
那么应该怎么详情光相干于一参照物的启动速率呢？光是电磁波[3]，是波的一种，这就需先筹商波启动速率的详情门径。
波速详情门径与什物粒子启动速率的详情门径有所不同，这里需滥觞赫然，波具有什物粒子不具备的以下传播划定：
(1).波是靠介质的延续振动进行传播的，波的传播离不开传播介质。
(2).波在传播介质中的传播速率是由传播介质的性质决定的，波在性质踏实的传播介质中的传播速率是固定的。
(3). 波源在传播介质中的转移不会影响波在传播介质中的传播速率。在详情波速时，波源在传播介质中的转移速率并不可参与波速的合成。既然是这么，则传播介质就是波速的第一参照物。
根据以上三点，可归纳出以下的波速详情门径：
(1).滥觞详情波在传播介质中的传播速率。
(2).再详情波的传播介质相干于参照物的转移速率。
(3).然后把两个速率合成，就是波相干于该参照物的传播速率。
(4).波传播历程中，若波到达区域的传播介质性质出现了更动，则波的传播速率也会随着更动。
转头：波速是由传播介质的性质与传播介质相干于参照物的通顺景色两大身分决定的。
传播介质是波速的第一参照物，要想知说念波相干于其它参照物的启动速率，就必须滥觞知说念波的传播介质是什么。
光是波的一种，详情其相干于各参照物的启动速率，也应该使用上头的法例。领先东说念主们合计光的传播介质是以太，可自后以太又被抵赖，于是便出现了光波不需要传播介质的定论[4]。这么的定论给光速的详情出了个难题，光莫得了传播介质，光速就没了第一参照物，更无法详情其相干于其它各参照物的启动速率。在这种无法详情光速的情况下，光速不变的假定便被提了出来。
波的形成与传播需要两个基本条款：波源和介质。波源是产生振动的物体，而介质则是振动能量传播所需的物资，这两个条款不可偏废。莫得波源就无法产生振动，而莫得介质则无法传播振动。 而介质的滚动，仅仅在一均衡点进行，介质并不会随波的传播而转移。因此，必须有绽放的传播介质波才不错传播下去。光波的传播也应如斯，必须有绽放的传播介质。也恰是光无需传播介质的表面，才让东说念主们对光速的意志堕入了困局，详情光的传播介质是科罚光速问题的枢纽。
3 波传播介质的详情门径与光传播介质的详情
物理学家们曾猜测六合空间中充满着光的传播介质，并把它叫着以太，并合计以太是全皆静止的。六合中的各星球皆在以太里面通顺，以太不错四肢六合中的全皆参照物。由于地球在绕太阳公转，况且还在自转，则地球和以太之间必有相对通顺。于是东说念主们就想通过测量以太与地球的相对通顺，来阐发以太的存在。
为了讲明以太的存在，物理学家作念了多数实验，其中最盛名的实验叫迈克尔逊-莫雷实验。迈克尔逊-莫雷实验测得：在地球隔邻的空间中，光在各个方朝上的传播速率是交流的[5]。根据前边转头的波速详情门径可知，若以太与地球有相对通顺，则沿以太转移场地传播的光，其速率应该大于向其它场地传播的光，实验不应该出现光在各场地传播速率皆交流的后果。该实验后果抵赖了以太与地球的相对通顺，也即是抵赖了可四肢六合中全皆参照物的以太的存在。于是就有东说念主合计，既然以太不存在，则光传播就不需要传播介质，情况真实是这么吗？
其实，迈克尔逊-莫雷实验仅仅阐发了，在地球隔邻的空间中，光的传播介质与地球莫得相对通顺，而该实验并无法考据光是否需要传播介质这个问题。那么又该怎么详情光的传播介质是何种物资呢？其实门径很浅易伦理小说txt，可通过波的传播机制来寻找详情门径。波是靠介质的延续滚动进行传播的，根据波的这个传播特色，可归纳出详情波传播介质的门径，即：波传播时，在传播地点作念延续滚动的物资，就是波的传播介质。那么光传播时，是那种物资在作念延续振动呢？是电磁场[6]。因为光传播时，光波中电磁场的强度，进行着周期性的大小变换。电磁场强度的这种大小变换，试验就是电磁场在振动，变换中的电磁场的最大强度，恰是电磁波的振幅[7]。是以说，电磁场就是光的传播介质。
用麦克斯韦方程组不错推出光速抒发式，即光速的日常等于介电常数与磁导率乘积的倒数。在这个光速的蓄意公式里有两个参数，永诀是介电常数与磁导率。介电常数反应了电介质对电场的响应进度，而磁导率反应的是磁介质的磁性。介电常数与磁导率是反应电磁场性质的两个参数。因此这个公式说明，光速的大小是由电磁场的性质决定的。这正相宜“传播介质的性质决定着波在传播介质中的传播速率”这个波的传播划定。是以麦克斯韦的光速抒发式，其实也反应出了光的传播介质是电磁场。
由于磁场是电场的另一种进展表情，便可合计：光的传播介质是电场。
详情了光的传播介质是电场，并知说念电场是由构成物资的带电粒子发出[8]，并会随带电粒子转移，因此电场与其它参照物是不错存在相对通顺的。根据前边归纳的波速的详情门径可知，在电场中传播的光，相干于通顺景色不同的参照物的启动速率是不一样的。是以说，从表面上不错讲明光速不变假定是特别的。由于光速不变假定，是在无法详情光的传播介质的情况下提倡，现详情了光的传播介质后，其当然也就莫得了存在的意义。
4 光不错在弘大天际中传播的原因
东说念主们之是以会合计光传播无需传播介质，还有另外一个紧迫原因，就是其它星球发出的光不错穿过弘大的天际到达地球。东说念主们一直合计弘大的天际是真空的，光不错在弘大的天际中传播，于是便有东说念主合计光传播不需要传播介质。
其实天际的真空仅仅无什物粒子存在的真空，而并非是无电场存在的真空。电场是由构成物资的带电粒子发出，并不错向辽远无尽的蔓延[9]。由于六合中存在少见以万亿计的星球[10]，这些星球大皆是由带电粒子构成，是以它们会在天际中形成各自的电场，这些电场即是光不错在弘大天际中传播的原因。
5 迈克尔逊-莫雷实验后果解释
由于作念迈克尔逊-莫雷实验的地点是在大地，因此该实验取得的后果试验上是在地球隔邻空间这个特定区域中的后果。也就是说，在地球隔邻空间中，光在各个方朝上的传播速率是交流的。为什么会有这么的后果呢？有以下两个方面的原因：
(1).由于其它星球距离地球太辽远，它们在地球隔邻形成的电场与地球自体态成的电场比较不错忽略，地球隔邻空间中的电场主要由地球自体态成。因此，地球隔邻空间中的电场与地球是成为一体的，莫得相对通顺。
(2).传播介质的性质决定着波在该传播介质中的传播速率。在地球隔邻空间这个特定区域里，电场的性质处处皆基本交流，因此在这里测得的光速也皆基本交流，为每秒约30万公里。另外，光在水、玻璃或其它物资中传播，皆有各自固定的传播速率，亦然相似的真义，它们的速率是由各物资里面踏实的电场性质决定的。
由于地球隔邻空间中电场的性质各处皆基本交流，又由于地球隔邻空间中的电场与地球莫得相对通顺，这才形成在地球隔邻空间中测量到的光速，在各处及各个方朝上皆基本交流。
6 各星球辐射到地球名义的光速交流是光波需要传播介的根据
通过前边的分析还不错赫然，光在隔离地球的天际中时，非论其相干于地球的传播速率是若干，当它到达地球隔邻后，其相干于地球的传播速率皆会变为一样，为每秒约30万公里。也就是说，非论是从太阳辐射到地球的光，如故由其它任何星球辐射到地球的光，当它们到达地球隔邻后，其相干于地球的传播速率其大小皆是一样的。
由于其它星球辐射到地球名义的光与地球上的光源发出的光传播速率交流，有部分东说念主便合计光相干于各星球的传播速率皆一样，于是得出光相干于任何参考系的传播速率皆是一样的特别论断。不可从这些名义景色就臆测光速不变，要透过景色看试验。试验上恰是因为光需要传播介质，传播介质的性质又决定着光速的大小，这么才形成各星球发出的光到达地球后，其传播速率会变得交流。
这一景色，是传播介质的性质决定波速大小这个传播划定的反应，是光需要传播介质的根据。相背它不可四肢光速不变表面的根据。
7 抛球想想实验是光波需要传播介质的又一根据
相对论在讲明光速不变旨趣时讲到这么一个抛球想想实验：有甲乙两东说念主，他们之间相距一段距离，甲手中有一小球抛向乙，抛出的速率为V。按照速率合成旨趣，甲抛球前与抛出后斯须，球发出的光，传播速率永诀为C和C+V，由于C+V大于C，抛出后斯须球发出的光，应该先传到乙的眼中，就会出现乙先看到球被抛出，后看到抛球动作的景色。关系词这种先后顺次倒置的景色从没出现过，于是相对论就认定，光速不知足速率合成定律，认定光速在职何情况下皆是不变的，并把该景色四肢光速不变旨趣的根据。
相对论上头临抛球实验的解释是不切试验的，是特别的。该抛球实验的实质是：不雅察小球的通顺景色是通过小球发出或反射的光，也就是说小球就是光源，小球被抛出的历程试验就是光源转移的历程。由于光源的转移并不会影响光在传播介质中的传播速率，则小球被抛出后发出的光的传播速率并不是C+V，而还是C。是以，才不会出现先看到球被抛出，后看到抛球动作的景色。
这一景色，是波源的转移不会影响波在传播介质中的传播速率这个传播划定的反应，是以抛球实验相似是光波需要传播介质的根据。相背不可四肢光速不变表面的根据。
各星球辐射到地球名义的光速交流和抛球想想实验，从两个方面讲明：光波与其它波一样，传播必须依靠传播介质。
8 天际中光的传播情况领悟
天际中的电场，是由六合中数以万亿计的通顺着的星球共同形成，当空间位置更动时，电场的强度与通顺景色可能也会更动。光在均匀的介质中是沿直线传播[11]，而六合中的电场不是处处皆一样，是以，光在天际中并不会一直沿直线传播，它长久的通顺轨迹也不错是障碍的。举例，光经过太阳隔邻时就会出现障碍的景色[12]。这个主如果接近太阳时电场密度会慢慢变大，隔离太阳时电场密度会慢慢变小形成的。这种景色和空气中的光照耀到水中后，会发生折射是一样的真义[13]，仅仅一个是电场密度慢慢进行了更动，另一个是电场密度遽然出现了大的更动 [14]。
转头：在光芒非垂直射入的情况下，电场密度遽然出现大的更动光芒会发生折射景色，电场密度慢慢更动光芒会发生障碍景色。
光芒在天际出现障碍的景色，是电场密度与电场的通顺景色慢慢出现了更动形成的，这一景色使用波动表面不错很当然的取得解释，并非由引力形成，也不存在时空障碍景色。
另外，电场的强弱变化以及电场的通顺，皆会影响光的传播速率，是以光在天际中并不会一直以恒定的速率传播。测量取得的每秒30万公里的光速，试验上是在地球隔邻空间这个特定区域中的光速。
9 用事例解释光速的详情门径
9.1 事例1：地球隔邻空间中光速的详情门径
在地球隔邻的空间中，光的传播介质电场与地球莫得相对通顺，也即是，在这个区域里光的传播介质相干于大地是静止的。
假定光在地球隔邻空间中的传播速率是C。则一个停在轨说念上的火车，其前车灯发出的光，相干于轨说念的传播速率就是C。由于火车莫得通顺，则火车相干于光的传播介质的启动速率是0，是以此时该光相干于火车的传播速率亦然C。若该火车以速率V上前行驶，教唆火车此时前车灯发出的光，相干于轨说念与火车的传播速率又各是若干呢？
由于光源的转移不会影响光在传播介质中的传播速率，则行驶的火车前车灯发出的光，相干于轨说念的传播速率还是C，而不是C+V。
这里要赫然，波速的详情门径与实体物资启动速率的详情门径有所不同。在启动的火车上，若有东说念主在车厢内沿火车通顺场地上前行走，则该东说念主相干于轨说念的转移速率就是车速与东说念主行走速率之和。但波速的详情门径却不同，波速是由传播介质的性质与传播介质的通顺景色两者决定，与波源的通顺景色无关，是以不可浅易相加，需按照前边归纳的波速详情门径蓄意。
由于行驶的火车相干于光的传播介质的启动速率不再是0，而是V，且火车行驶场地与光传播场地一致，则此时该光相干于火车的传播速率不再是C，而变为C-V。这里要宝贵，光虽说是由火车发出的，但其相干于转移的火车的传播速率并不是C。
火车行驶时，其前车灯发出的光，相干于轨说念与火车的传播速率不再交流，由此说明光速不变旨趣是特别的。
9.2 事例2：通顺的高密度物资里面的光相干于大地传播速率的详情门径
上头先容的是光的传播介质与大地莫得相对通顺时的例子，底下再筹商一下光的传播介质与大地有相对通顺时是什么情况。
大地上通顺的高密度物资里面的光，其相干于大地的传播速率又该怎么详情呢？底下就这个问题进行筹商。
这里讲的高密度物资，是相干于气体物资而言的，不错观念为是液体或固体物资，比如水与玻璃。高密度物资里面的电场，主要以该物资自体态成的电场为主，其里面的电场不错随物资一说念转移，这个暖热体物资是有紧要区别的。地球周围空气中的电场，是由地球与空气共同形成，由于空气的密度比较小，空气中的电场以地球形成的电场为主。这么一来，当空气流动时，空气流动区域内的电场并不会因空气的流动而出现彰着的变化。因此，测量地球隔邻空间中的光速时，可忽略空气流启航分的影响。
由于高密度物资里面的电场可随物资一说念转移，则光在转移的高密度物资里面传播时，要保持相干于传播介质电场的传播速率不变，就会进展出光会被转移的高密度物资拖拽的景色。此种情况已被斐索活水实验和Sagnac效应所阐发[15，16]。流动的水可完毕对光的部分拖拽，合座转移的水可完毕对光的完全拖拽。底下就通过一事例来解释光被完全拖拽的情况。
这里还假定光在地球隔邻空间中的传播速率是C。并假定光在静止水中的传播速率是C1。再假定大地上有一个装满水，且以速率V上前转移的玻璃箱。有一束光从箱子的后方穿过箱子，射向箱子的前列。教唆光在该转移玻璃箱内的水中传播时，该光相干于玻璃箱与大地的传播速率各是若干？当光穿过玻璃箱复返大气中后，其相干于大地与玻璃箱的传播速率又各是若干？。
光在静止水中的传播速率是C1，也即是光相干于水中的电场的传播速率是C1。由于水中的电场会随水一说念转移，光要保持相干于电场的速率不变，就会进展出被转移的水拖拽的景色。当玻璃箱中的水合座转移时，水中的光相干于水的速率会保持不变，永久为C1。这么水中的光相干于玻璃箱的传播速率即是C1，相干于大地的传播速率就是V+C1，光便进展出被转移的水拖拽的景色。
最新成人网当光穿过玻璃箱又回到大气中后，由于传播介质发生了更动，其相干于大地的传播速率将变回C，而此时相干于玻璃箱的传播速率变为C-V。
10 转头
通过上头的筹商已明晰，光速一直无法详情的原因，是东说念主们莫得掌捏波速的详情门径，以及波传播介质的详情门径。在寻找光的传播介质遭受不毛时，便特别的合计光无需传播介质。这也栽培了光速不变假定与相对论的出现。科罚光速问题的枢纽，就是要滥觞详情光的传播介质。传播介质详情后，迈克尔逊－莫雷实验、斐索活水实验、各星球照耀到地球上的光速交流、抛球想想实验、以及光经过太阳隔邻时会发生障碍等种种光景色，皆不错取得合理的解释，一通百通。
光不可在无传播介质的空间中传播，也不存在光速不变旨趣。
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