光速不變原理理論的另一種推導(dǎo)

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1、光速不變原理理論的另一種推導(dǎo)光速不變原理理論的另一種推導(dǎo)狹義相對論提成兩個假設(shè)，相對性原理與光速不變假設(shè)。后來我們把光速不變假設(shè)稱作光速不變原理。對于光速不變原理，我們認(rèn)為是由邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，麥克斯韋方程組聯(lián)解可得出的。我們認(rèn)為光速絕對不變。那么麥克斯韋方程推出的光速不變是光速不變原理嗎？首先，從理論上說，光速不變可以由兩個不同的原理得出，1是麥克斯韋方程組聯(lián)解得出光速不變，即c^2=1/(εμ)，光波的速度由真空介電常數(shù)與磁導(dǎo)率決定；2是相對性原理的成立說明光速不變。如果兩個光速不變是一個光速不

2、變的不同解釋，那么光速不變就是絕對的不變。那么這兩個光速不變是同一個光速不變嗎？根據(jù)麥克斯韋方程組得出的光速不變，指的是光源的運(yùn)動對光速沒有影響，光向各個方向傳播的速度依然是C。相對性原理得出的光速不變，指的是光源的運(yùn)動對光速沒有影響，光向各個方向傳播的速度依然是C。如果只說到這里，我們或許認(rèn)為這說的完全就是一回事，理論上我們從麥克斯韋方程組和相對性原理都能得出光速不變，兩個不同的原理得出的光速不變都是一回事。但是，‘光源的運(yùn)動對光速沒有影響，光向各個方向傳播的速度依然是C’這句話怎么理解？雖然描述是一

3、樣的，但有時候描述一樣的話表達(dá)的意思是不同的。例如，在慣性系中，一切總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力改變這種運(yùn)動狀態(tài)為止。這是與慣性定律描述一模一樣的話，但這不是慣性定律。因?yàn)椋@里的不受外力是相對于慣性系的不受外力，例如地球慣性系，保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)是相對于慣性系的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，也是一種相對運(yùn)動狀態(tài)。就是說參考系包括慣性系描述的都是相對運(yùn)動，而慣性定律中的不受外力是絕對的不受外力，運(yùn)動狀態(tài)也是絕對的運(yùn)動狀態(tài)。參考系中的與慣性定律描述一樣的類似慣性定律不是慣性定律。

4、運(yùn)動分為自身運(yùn)動和相對運(yùn)動。自身運(yùn)動是自身的性質(zhì)，由物體自己決定，相對運(yùn)動是兩個物體的共同決定的。與此對應(yīng)的是力是物體自身運(yùn)動發(fā)生改變的原因，力與慣性力是相對運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變的原因。慣性是物體自身的性質(zhì)，慣性系中的慣性是物體與參考系共同的性質(zhì)。哦，讓我們回到正題。麥克斯韋方程組得出的光速不變與相對性原理得出的光速不變中‘光源的運(yùn)動對光速沒有影響，光向各個方向傳播的速度依然是C’這句話怎么理解？我們可以從實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證。驗(yàn)證光速的實(shí)驗(yàn)有，雙星現(xiàn)象，光行差現(xiàn)象，裴索實(shí)驗(yàn)，艾里實(shí)驗(yàn)，邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)等。對于雙

5、星現(xiàn)象我們說‘光源的運(yùn)動對光速沒有影響，光向各個方向傳播的速度依然是C’指的是麥克斯韋方程組得出的光速不變；而邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)也能得出‘光源的運(yùn)動對光速沒有影響，光向各個方向傳播的速度依然是C’，而這里卻是說的卻是相對性原理得出的光速不變。雙星現(xiàn)象說的是光源運(yùn)動的時候，光還是在閃光的地點(diǎn)發(fā)出的，光源的運(yùn)動不能帶動介質(zhì)與光源一起運(yùn)動，光源的運(yùn)動不能帶動光與光源一起運(yùn)動；邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說的是地球的運(yùn)動對光速沒有影響，不能用光速實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證地球是運(yùn)動的，就像伽利略大船的運(yùn)動是船上的物體所共有的一樣，地球的運(yùn)

6、動是地球上的物體都共有的，光源是運(yùn)動的，光傳播的介質(zhì)是運(yùn)動的，光是運(yùn)動的。‘光是運(yùn)動的’不是說光波的傳播速度C，而是說，光波是隨著介質(zhì)一起運(yùn)動的，這個運(yùn)動，是相對于光上振動變化的電磁場來說的。光波的傳播只是變化的電磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電磁場，而變化的電磁場并沒有傳播，空間上任一點(diǎn)‘變化的電磁場’只是在空間原來的地方電磁場強(qiáng)度發(fā)生變化，并沒有運(yùn)動。因此，雖然，麥克斯韋方程組得出的光速不變與相對性原理得出光速不變都是說‘光源的運(yùn)動對光速沒有影響，光向各個方向傳播的速度依然是C’，但不是一回事。麥克斯韋方

7、程組得出的光速不變說的光源的運(yùn)動不能帶動光一起運(yùn)動，光源的運(yùn)動對光速沒有影響；相對性原理得出光速不變說的是光源的運(yùn)動能夠帶動光一起運(yùn)動，光源的運(yùn)動對光速沒有影響。兩者是不同的，是相反的。所以，兩者不能合并，得出光速絕對不變。從理論上我們能夠從相對性原理與麥克斯韋方程組得出光速不變，但這描述的是兩種不同的光速不變，各有對應(yīng)的物理現(xiàn)象，是不同的物理現(xiàn)象，是不能并在一起，組成光速絕對不變的。這個我們可以從下面的實(shí)驗(yàn)中得到證明。同時的相對性與邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)對光速不變的認(rèn)識同時的相對性中火車上的觀察者得出光速不

8、變用的是相對性原理中的光速不變。邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)得出光速不變用的也是相對性原理中的光速不變。與邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)對比，火車就相當(dāng)于地球，車上的觀察者就是地球上的觀察者，因此，地球上的觀察者會得出，光速不變，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。而我們通常認(rèn)為這個不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象與觀察者的位置無關(guān)，與觀察者是否運(yùn)動無關(guān)，例如在月球上的觀察者也會得出光速不變，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。假設(shè)這個結(jié)論正確，那么我們用同時的相對性的觀點(diǎn)，我們會得出什么？根據(jù)同時的相對性的觀點(diǎn)，那