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光速
光速
光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。光速是目前已知的最大速度,物体达到光速时动能无穷大,所以按目前人类的认知来说达到光速不可能,所以光速、超光速的问题不在物理学讨论范围之内。
光速定义值:c=299792458m/s=299792.458km/s
光速计算值:c=
(299792.50±0.10)km/s (一般取300000km/s)
在20世纪爱因斯坦狭义相对论中质能等价理论的推论,即著名的方程式E=mC^2;,式(质能方程)中为E能量,单位电子伏特(eV),m为质量,单位MeV/c² ,C为光速;也就是说,一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。
一个静止的物体,其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动,就要产生动能。由于质量和能量等价,运动中所具有的能量应加到质量上,也就是说,运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时,增加的质量微乎其微,如速度达到光速的0.1时,质量只增加0.5%。但随着速度接近光速,其增加的质量就显著了。如速度达到光速的0.9时,其质量增加了一倍多。这时,物体继续加速就需要更多的能量。当速度趋近光速时,质量随着速度的增加而直线上升,速度无限接近光速时,质量趋向于无限大,需要无限多的能量。因此,任何物体的运动速度不可能达到光速,只有质量为零的粒子才可以以光速运动,如因科学研究虚构的“光子”这个名称。
真空中的光速是一个物理常数(符号是c),等于299,792,458米/秒。
人类最早对于光速的测量始于伽利略,最早光速的准确数值是通过观测木星对其卫星的掩食测量的。还有转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法。
1983年,光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准,并且约定光速严格等于299,792,458米/秒,此数值与当时的米的定义和秒的定义一致。后来,随着实验精度的不断提高,光速的数值有所改变,米被定义为1/299,792,458秒内光通过的路程。
根据现代物理学,所有电磁波,包括可见光,在真空中的速度是常数,即是光速。强相互作用、电磁作用、弱相互作用传播的速度都是光速,根据广义相对论,万有引力传播的速度也是光速,且已于2003年得以证实。根据电磁学的定律,发放电磁波的物件的速度不会影响电磁波的速度。结合相对性原则,观察者的参考坐标和发放光波的物件的速度不会影响被测量的光速,但会影响波长而产生红移、蓝移。这是狭义相对论的基础。相对论探讨的是光速而不是光,就算光被稍微减慢,也不会影响狭义相对论。
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