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  • 1 # 中華之美

    光速不變不是由某種理論推匯出來的,而是實驗得出的基本結論,它是狹義相對論的基礎。

    高斯靜電場定理、法拉第電磁感應定律、必奧—沙發爾電流磁場定律以及洛倫茲等人對電磁現象的研究,基本清楚了電、磁及二者之間的關係,麥克斯韋在此基礎上完成了電磁場理論的建立,並推匯出電磁波方程。在這個方程組裡,光速是一個不依賴於參考系存在的常數,這完全不同於機械波。在研究所謂以太的過程中,洛倫茲等人發現了洛倫茲收縮:觀察者看到的運動的尺的長度會收縮。愛因斯坦總結了上述工作,他認為牛頓的時空觀以及牛頓力學是有條件成立的,這個條件就是光速無限大。而實際上光速是有限的,且真空中的光速不依賴於參考系,它是極限速度。據此愛因斯坦提出了狹義相對論。由狹義相對論得出的一系列結論已經被驗證是正確的。例如:加速器把電子加速到接近光速時,其運動方程必須由相對論力學描述,牛頓力學完全不適用。早期的勞倫斯加速器無論採取何種措施,都不能把帶電粒子加速到接近光速。再比如,由狹義相對論給出的質量—能量方程精確解釋了原子核的結合能和質量虧損的關係——這是原子武器的理論基礎。

    總之,光速不變不是某種理論匯出來的結論,而是大量實驗證明的物理基礎。

  • 2 # 太上邪神

    光速不變原理是愛因斯坦用來解釋邁克爾遜莫雷實驗結果的,而邁克爾遜莫雷實驗結果不管是用光的波動性或者光的粒子性,去看待實驗結果都是符合經典理論的。1:用波動性去看待邁克爾遜莫雷實驗,波在相同狀態的介質中傳播,波的傳播速度是恆定的,所以用光速不變原理去解釋邁克爾遜莫雷實驗結果,是愛因斯坦沒有學好經典物理理論。2:用粒子性去看待邁克爾遜莫雷實驗,粒子的總能量是由發射時的動能加上發射位置高度的勢能,分離後的兩束粒子,一束向上運動再向下運動,一束向右運動再向左運動,都是做往返運動,在沒有受到空氣阻力時,回到分離鏡時兩束粒子的能量不增不減,位置高度的勢能相同,所以速度也是相同,所以用光速不變原理去解釋邁克爾遜莫雷實驗結果,是愛因斯坦沒有學好經典物理理論。

    邁克斯韋方程組中電磁波是需要傳播介質的,邁克斯韋方程組的光速在真空恆定,是以傳播介質為參照系的光速恆定,這是符合經典波動理論的:波在相同狀態的介質中傳播,預設以其傳播介質為參照系,波的傳播速度恆定,與介質的運動速度無關。所以愛因斯坦的不需要介質的、相對於任何參照系速度不變的電磁波不是邁克斯韋方程組中的電磁波。

    判斷相對論的正確與否,用中國的俗語:解鈴還須繫鈴人,要從邁克爾遜莫雷實驗入手。要怎麼用經典理論來解釋邁克爾遜莫雷實驗結果呢?光有波粒二象性,就分別用波動性和粒子性來分析邁克爾遜莫雷實驗,看看經典理論能不能解釋邁克爾遜莫雷實驗結果吧!

    一、用超聲波來做邁克爾遜莫雷實驗,超聲波具有束射性,頻率越高束射性越好,超聲波具有折射能力,所以用超聲波進行邁克爾遜莫雷實驗是沒問題的。根據聲波的傳播速度只與介質的溫度密度等物理狀態有關,不用做實驗都能知道波在實驗裝置中處處的速率是相同的,傳播到測試點的速度當然也是相同的。實驗結果是聲波的傳播速度是不會受到地球運動速度影響的,實驗的結果用經典理論就能解釋,哪有尺縮效應啊!哪有聲速不變原理啊!哪有聲音傳播不需要介質呢!如果有,就應該能推論出聲速相對論。

    二、用鋼珠等高彈性圓球,來做邁克爾遜莫雷實驗,把邁克爾遜莫雷實驗裝置中分光的玻璃鏡片換成中心有個小洞的斜置鋼板,把光源換成等速的鋼珠發射裝置,把反射鏡換成反彈鋼板。1、開啟斜置鋼板的小洞,發射鋼珠,讓鋼珠透過斜置鋼板的小洞,相當於光子的折射,當鋼珠射到反彈鋼板反彈時,關閉斜置鋼板的小洞,鋼珠射到斜置鋼板彈射到測試點,如果不計算空氣的阻力和發射點與測試點的落差,鋼珠運動到測試點的速度等於鋼珠發射時的速度。2、關閉斜置鋼板的小洞,發射鋼珠,鋼珠射到斜置鋼板後,向反彈鋼板彈射,相當於光子的反射,當鋼珠射到反彈鋼板反彈時,開啟斜置鋼板的小洞,讓鋼珠透過小洞射向測試點,如果不計算空氣的阻力和發射點與測試點的落差,鋼珠運動到測試點的速度等於鋼珠發射時的速度。實驗結果鋼珠的運動速度不會受到地球的運動速度影響,實驗結果用經典理論就能解釋了,哪有尺縮效應啊!哪有鋼珠運動速度不變原理啊!如果有,就應該能推論出物體運動速度相對論。

    用波動理論和牛頓運動定律,都能證明邁克爾遜莫雷實驗結果是符合經典理論的,實驗結果用經典理論就能解釋了,愛因斯坦的非經典理論是不符合實際,沒有依據的。

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