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本題關鍵詞,“2/3光速”與“靜質量”,似乎是對光速不變與質能方程的挑戰。百度知乎的相關解釋,似乎不盡人意。以下是我的深度思考,僅供參考。
一,關於透明介質光的折射。
真空介質的光速為c,設非真空介質的光速為v,則其折射率:n=c/v,即n與v成反比:n1/n2=v2/v1。
折射率與光頻率成正比:n1/n2=f1/f2,紅光折射率最小,紫光折射率最大。
折射率引數:水1.33,玻璃為1.5~1.9,水晶1.55,金剛石2.42。
二,關於真空介質的光速。注意四個公式。
①光速與真空介質的關係:c=1/√(ε0μ0)。ε0是真空電容率,μ0是真空磁導率。說明:光速只與真空介質常數有關,同時暗示:真空介質的速度是光速。
②庫倫定律:F=e²/(4πε0r²),說明:真空介質傳播電場能,或者,真空是光的傳播介質。
④電磁波的速度或光速:c=λf。即真空中的光速不變,光的波長(λ)與頻率(f)成反比。說明:光速與介質無關,只與自身波長頻率有關。
三,深度分析玻璃介質的光速變慢。
其一,光只能透過真空傳播,真空介質漣漪就是光速。
其二,就光量子尺度,玻璃分子有廣闊的內空間,是傳播光的真空漣漪。
其三,表象上:玻璃折射率降低了光速。實質上:折射率是光子受到了玻璃介質電子雲或核磁震盪的干擾或碰撞,導致康普頓效應與引力透鏡效應,光譜越高,碰撞越強,折射率越大。
這就使得光子路徑彎彎曲曲,相當於真空而言,“光程”被大大延長,表觀上降低了光速,而實際光速依然是c。
其四,光子離開玻璃進入真空,立馬從2/3光速恢復到100%光速,為什麼?因為在玻璃介質的內空間,光速從頭到尾都是真空光速。
四,如果照射金屬介質,由於金屬電子雲遠比玻璃的活躍,康普頓效應與引力透鏡效應,尤其激烈,光子被全部吸收為金屬內能而升溫。
綜上所述,光在玻璃介質中降低速度,只是實驗資料上的表象,真實的光速並沒降低,更不不存在質能方程所謂的靜質量與動質量一說。
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光的速度在真空中約為每秒30萬千米,這個速度用C表示,這個速度就是物理學中有意義的最高速度。
它在各種介質中傳播的速度是不一樣的,介質的密度越大傳播速度越慢。前幾年甚至有科學家透過“光陷阱”將光脈衝“凍”住了1秒鐘。
這就是薩特延德拉·玻色光子在量子力學裡的本質就是自旋為1的玻色子,玻色子可以佔據相同的量子態(可以疊加),光子是電磁相互作用力的媒介。與之對應的費米子為自旋為半整數的離子,不能佔據相同的量子態(不能疊加),它組成了我們世界的物質。
光子是沒有靜止質量的,無論什麼情況。