如果有一支激光筆和一個人,那人在跑動中按著激光筆,那激光筆的光會超越光速嗎?
這裡首先明確說明一點,任何使物體的局域速度超過光速的想法都是徒勞的,光速(c,真空中的光速)是一切物體的運動速度極限。根據愛因斯坦的狹義相對論,能夠達到光速的也只有像光子之類靜止質量為零的物體,而且這些物體的運動速度也只能是光速。對於靜止質量不為零的物體,它們的運動速度只能比光速更小。
光速不變原理是狹義相對論的其中一大基礎,也就是說,對於所有觀測者而言,他們測得的光速都是同一個數值,無論他們是否相對於光源存在運動。因此,如果有人拿著激光筆以速度v在地面上往前跑,那麼,地面上處於靜止狀態的觀測者會測得激光的速度仍然為c,而不是c+v。狹義相對論給出了宏觀高速運動狀態下的速度疊加方法:
代入參數可得,地面觀測者測得的合速度為:w=(c+v)/(1+cv/c^2)=(c+v)/[(c+v)/c]=c。光速的奇特之處就在於此,無論疊加的速度有多大,最終還是保持不變,這似乎有悖於我們的日常認知。但早在一百多年前的邁克爾遜-莫雷實驗對此早已蓋棺定論,光速在所有慣性系中均保持一致。更早之前,麥克斯韋從麥克斯韋方程組中直接推導出了能夠表明光速不變性的公式:
對於真空中的光速c,ε是真空介電常數,μ是真空磁導率,兩者都是一個常數,所以光速必然也是個常數。
儘管如此,我們在日常生活中使用的速度疊加方法都是平行四邊形法則,這是因為該方法在低速時近似於狹義相對論的方法,從而使用起來更方便。在宏觀低速的運動狀態下,u<<c,v<<c,uv/c^2→0,1+uv/c^2→1,則w≈u+v(u、v方向共線)。
首先聲明,我的這個回答,只是一種學術性探討,不適合高中生應付考試。
這個問題的主流解釋是相對論的光速不變法則,畢竟數學法則未必是物理原理。我的質疑是:光速為什麼不變?僅靠w=(u+v)/(1+uv/c2)公式,表面上可解,但缺乏說服力。
問題歸結到對邁克爾遜莫雷實驗的解釋,是否可靠,是否唯一。試想,一個能量極低的發光二極體發出電磁輻射,竟然得到極高的光速,其推動力究竟是什麼,這個機制沒交代清楚。
憑什麼說,光具有波粒二象性?那麼光是物質波嗎?如果是,那麼發光二極體發射的是什麼物質?感容振蕩器從天線發射的無線電波,是什麼物質?顯然不是電子束。這與琴弦發射的機械波不是物質波的物理邏輯是一樣的。
光在真空中傳播,必須也只能以真空為載體。光在水中傳播,依然以間隙真空為載體,但會被水分子摩擦而減速。
可以斷定,真空是唯一以光速運動的物質波。從實驗測得c=1√(εμ),真空的介電常數ε與磁導率μ皆不為零,就足以表明真空是一種特殊的場物質。正是真空物質波,連同其承載的光能,才成就了光波的形成,進而才有波粒二象性,才可以說,光是一種物質波。
現在回到本題。不管激光筆運動多快,它一發射光能,就立即被真空物質波所承載,獲得光速。真空物質波的波速恆為光速,而真空充滿在任何空間、任何參照系、任何粒子/天體的里里外外,與光源本身速度無關。這就是光速不變真正的物理機制。
關於真空物質波的六個基本特性,可參閱我對「物質來自何處?」的答文。
這問題的答案顯然有兩個:①速度疊加也就光速C十人速V,理由常識,高速行駛汽車上發射子彈,子彈出膛速度(相對車)加車速就是子彈對地速度。②速度不變,還是光速,理由是愛因斯坦的光速不變已成了科學界公認,也不需要再拿洛淪滋變換來證明。它們本是一體嘛。
我的理解是:這事難就難在合理的是錯的,霸蠻的是對的,畢竟大量實驗及事實早就證明過的了,常人不需知道,而高人早已清楚,輪不到我多說。我只能說說我的。其實前面說的合理其實不合理,因為合理隱含了一個重要條件「光子」作為實物質的存在,後面不合理的原因也是一樣,本不應該承認「光子」的存在也就合理了。
讀者朋友[有沒注意過「光子」真的太怪,原子中本沒「光子」,可當電子躍遷時竟能無中生有放出「光子」,電子接收光子之後應該跑到物體內才是,它卻經常無故跑出來了(光電效應),還有那麼小的光子在反射的時候意然感覺不出鏡上的原子其實根本不平(我不信那些高人就不知鏡面反射這回事,難道裝胡塗?)…………,所以光子是不存在的。光只是電子躍遷感應相容電子的一種能量信息過程,光速只跟介質有關,詳情請看我另一編《光速真的是不變的嗎?》答案是光速不能疊加(任何方向都適應)。
這個問題中有幾個概念,多數人對它的理解是錯誤的。
一,光速不是矢量。光速的內涵是c=波長X頻率。從邁克爾孫到現在所有光速測量都是二者之積,不是測量光子或光脈衝或波前在單位時間運行的距離(即它們的速度)。因此光速不是光子或光脈衝的矢量速度。原因是光速是光波的相速度,光波不能看作粒子,因此光速與矢量速度不能相加減。而光子或光脈衝或波前可以看作微粒子,在確定時間有確定位置,因此是矢量速度,可以相加減。
二,相對論的速度加法公式是錯誤的。理由是洛侖茲變換是錯誤的,另一點是該公式推導中使用了牛頓力學加法即矢量加法公式。從形式看,該公式是一個人等式,事實上是不等式。更重要的是,該公式無實際意義。一是與實際不符,二是不同方向的速度不能相加減。事實上也可證明該公式錯誤:假設在參照系p中,物體A向東運動,在單位時間走了A米;物體B向西運動,單位時間走了B米。則觀察者p認為,物體B相對於物體A而言,在單位時間走了A十B的距離,因此物體AB的相對速度是A+B 。該證明方法既符合經典物理,也與相對論相融。因為這里的物理量都是參照系p中的,同一量的標準都相同。該證明還說明物質速度可以超光速。
三,具體而言,上述問題該怎樣回答呢?首先,對光速而言,無論觀察者與激光筆的相對速怎樣,觀察者只要測量激光筆發出的波長和頻率,其積一定為c ,即光速不變。只是,測到的頻率和波長與激光筆的頻率和波長的關係滿足多普勒公式;其次,如果測量激光筆發出的波前或脈衝,則其速度可以大於或小於光速(滿足矢量加法)。例如,假設激光筆前方c+1000公里處有一觀察者,在激光筆發出一個光脈衝的同時,觀察者也以每秒1000公里速度向激光筆方向前進,則在一秒鐘後,該觀察者可以觀測到該光脈衝。這個例子說明該光脈衝的速度是c+1000公里。
其實我早就證明了愛因斯坦相對論是錯誤的。。
當時我蹬著我的腳踏車,在后座綁了一個手電筒,打開燈,使勁往前蹬,按照相對論來說,以電筒光為參照物的話,我的速度就是光速+腳踏車速度。超過光速就會扭曲時空,通俗點就是穿越。。。可我吃奶的勁兒都使出來了還是沒有穿越!!愛因斯坦這個大騙子!
怎麼說呢,這麼多的人從各個方面都分析了,能看到我的肯定是聽不懂他們說的理由!
那我給大家通俗的講一下,提問者的想法是一個人推動著光前進,就像一個散步的人被一個跑步的人推著走,速度肯定要快。
那麼光是不是也一樣?
首先,知道黃昏時候的陽光嗎?其實太陽已經落山了,我們看到的只是太陽落山前的光而已,當你的速度沒有光速快時,你是推動不了光的!
其次呢,就算你跑的比光速快,但是影響光速的東西,我感覺只有密度吧!你跑的再快就像跑步時領先別人一樣,對其他人是沒有影響的!
希望和我一樣學術性知識欠缺的帥哥妹子點個關注點個贊!謝謝大佬
激光筆有射程的,別光想著理想狀態,激光也只能適應在地球範圍,離開地球就不是這個概念。再有,激光的運動不是跟著人的速度運動的么,哪裡會更快。應該是轉圈吧。地球上光速還沒達到,因為重力限制。但有種可能,太空中,有力藉助的情況,比如星球爆炸,其中有元素可以超光速
我不是科學家!不過我認為不會,現今認識到光速就是最快的。一個向前(相對位置)運動的天體發光就比一個向後運動(反向)的天體發光速度快嗎?應該不會!天體各種運動,光的速度卻沒亂過,天體速度遠高於你跑的速度吧,哈哈,這算不算辨證?!
超不了,在同一介質中光速是一定的。
機載激光武器豈不是更快?所以我不同意你的說法
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