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光速

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{| class="wikitable" align="right"|-| style="background: #D9D919" align= center| '''<big>光速</big> '''|-| [[File:光速.jpg|450px|缩略图| 居中| 光速[http://n.sinaimg.cn/front/204/w640h364/20181104/kBIp-hnknmqw6133679.jpg 原图链接] [http://k.sina.com.cn/article_6427253883_17f181c7b00100eaht.html?cre=techpagepc&mod=f&loc=2&r=9&doct=0&rfunc=100 來自新浪网 的图片]]]|-| style="background:#CDCDCD" align= center| |-| align= light|
''' 光速中文名称''' ,是指[[光波]]或[[电磁波]]在[[真空]]或介质中的传播速度。真空中的 光速 是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。
物体的质量将随着速度的增大而增大,当物体的速度接近光速时,它的质量将趋于无穷大,所以有质量的物体达到光速是不可能的。只有静止质量为零的光[[介质]]子,才始终以光速运动着。光速与任何速度叠加,得到的仍然是光速。'''外文名称''':Lightspeed
[[光]]在[[真空]]中的[[速率]],是一个[[物理常数]],一般记作{{math|'''速 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;度''c'''''}},精确值为{{val|299792458|s=m/s}}(有时会取为{{val|3: 299792.00|e=8}}''' '''m458 km/s )。这一数值之所以是精确值,是因为[[米 (单位)|米]]的定义本身就是基于光速和[[秒#世界公认的秒|国际时间标准]]的,任何对光速更精确的测定,都不会改变光速的精确值,但会使得人们对一米和一秒的定义更为精确。
基本信息中文 '''别 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ''': 光速 电磁波
'''特 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;点''' 外文名称:是速度的上限Lightspeed |}
'''光速'''(''' speed of light''' ),是指[[光波]]或[[电磁波]]在[[真空]]或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大 299792.458 km/s
物体的质量将随着速度的增大而增大,当物体的速度接近光速时,它的质量将趋于无穷大,所以有质量的物体达到光速是不可能的。只有静止质量为零的光[[介质]]子,才始终以光速运动着。光速与任何速度叠加,得到的仍然是光速<ref>[http://www.sohu.com/a/225553597_380731 果壳里的宇宙,光锥之外的霍金] 电磁波,搜狐,平原公子,2018-03-14 </ref>。
特 点 [[光]]在[[真空]]中的[[速率]],是一个[[物理常数]],一般记作{{math|'''''c'''''}},精确值为{{val|299792458|s=m/s}}(有时会取为{{val|3.00|e=8}}''' '''m/s)。这一数值之所以是精确值,是因为[[米 (单位)|米]]的定义本身就 基于光速和[[秒#世界公认的秒|国际时间标准]]的,任何对光速更精确的测定,都不会改变光 上限精确值,但会使得人们对一米和一秒的定义更为精确。
==数值、记法及单位==
真空中的光速通常以小写''c''表示,即英文中「{{lang|en|constant}}」(恒等、常数)或拉丁文「{{lang|la|celeritās}}」(迅捷)的首字母。最初,人们曾以[[詹姆斯·克拉克·马克士威]]于1865年使用的符号''V''表示光速。1856年,[[威廉·爱德华·韦伯]]和[[鲁道夫·科尔劳施]]曾使用''c''代表另一个常数。该常数后来被证明为光速的<math>\sqrt{2}</math>倍。1894年,[[保罗·德汝德]]重新将''c''定义为光速。[[阿尔伯特·爱因斯坦]]在1905年发表有关狭义相对论的[[奇迹年论文|最早德文论文]]中使用了''V'',但在1907年便转用当时已通用的符号''c''。这种使用下标的记法受SI官方出版物认可,且与其它相关常数的记法相符,包括[[真空磁导率]]''μ''<sub>0</sub>、[[真空电容率]]''ε''<sub>0</sub>(又称电常数)以及[[自由空间阻抗]]''Z''<sub>0</sub>。本条目以''c''代表真空中的光速。
自1983年起,[[国际单位制]]({{lang|en|SI}})将米定义为{{frac|1|{{val|299792458}}}}秒内光在真空中所运行的距离。因此,光速的精确值等于{{val|299792458|u=m/s}}。光速是一个具有[[量纲]]的物理常数,因此''c''的数值取决于所用的单位制 <ref>[http://www.myliushu.com/1360.html 光速],刘叔物理</ref> 。在相对论等经常用到''c''的物理学范畴中,不少文献会使用[[自然单位制]]或[[几何化单位制]]。在这些单位制中,{{nowrap|''c'' {{=}} 1}}。这样,公式和计算当中就不会出现''c'',因为乘以或者除以1并不会对结果有任何的影响。
==在物理学中的基础地位==
 
[[File:在物理学中的基础地位.jpg|433px|缩略图|右|科学家发现超光速粒子 爱因斯坦相对论遭质疑[http://img1.gtimg.com/finance/pics/hv1/202/126/869/56539057.jpg 原图链接][https://finance.qq.com/a/20110923/006671.htm 来自腾讯网 的图片]]]
光在真空中的传播速度独立于波源的运动及观测者的[[惯性参考系]]。1865年,[[詹姆斯·克拉克·马克士威]]提出光是一种电磁波,因此必须以他的[[经典电磁学|电磁理论]]中所出现的速度{{math|''c''}}传播。在麦克斯韦[[电磁学|电磁理论]]的推进下,再加上无法证明[[以太]]的存在,爱因斯坦于1905年首次提出「光速不变」这一公式。他从这一点推导出狭义相对论,并证明常数{{math|''c''}}在光和电磁波的范畴以外也有举足轻重的地位。但是实验只能验证「双向光速」(如:从光源至一面镜子,再回到光源)是独立于参考系的,但若要测量「[[单向光速]]」(如:从光源至某个遥远的探测器),就必须先设定光源和探测器时钟之间的同步化规则。如果选用[[爱因斯坦同步化]]规则,单向光速就会按照定义等同于双向光速。[[狭义相对论]]就是基于光速不变原理所得出的理论。它的另一个公设为:所有惯性参考系都拥有相同的物理定律。其中一项结果,就是所有[[无质量粒子]]和相对应的波在真空中都以这一速度''c''运行和传播,这也包括光波。
要表述狭义相对论的各项结果,可以把时间和空间视为一种综合的结构,即所谓的[[时空]]。狭义相对论还要求,所有物理理论均须遵守一种称为[[劳仑兹协变性]]的特殊[[对称性 (物理学)|对称性]]条件。无论是要结合时间和空间,还是要表达这种对称性,在数学公式中都需要''c''这一常数。劳仑兹协变性已几乎成了现今物理理论的必需假设,这些现代理论包括[[量子电动力学]]、[[量子色动力学]]、[[粒子物理学]][[标准模型]]及[[广义相对论]]等。故此,''c''已成为现代物理学中无处不在的常数,出现在许多与光不相关的领域中。例如,广义相对论预测,''c''也是[[引力波]]的传播速度。在[[非惯性参考系]]中(如受引力扭曲的时空和加速参考系等),「局部」光速是不变的并且等于''c'',但在有限长度内光的运行速度不一定等于''c'',且要视乎该参考系中距离和时间的具体定义。
人们一般假设,诸如''c''等基础常数在整个时空中都具有相同的数值,亦即它不会随地点或时间而变动。(这种「不变性」不同于上文所述的各惯性参考系之间的光速不变性。)不过,有各种理论提倡,[[光速可变理论|光速会随时间改变]] <ref>[http://news.mydrivers.com/1/509/509831.htm 爱因斯坦理论面临崩塌!光速会变:有证据],快科技,2016-11-29 </ref> 。目前尚未有确切证据证明光速可变,但对此的研究仍在继续发展。
人们同样假设光速具有[[各向同性]],也就是独立于测量的方向。科学家在不同方向的[[磁场]]内对[[原子核]]的核[[能级]]发射光谱进行测量(对钟实验),又对旋转[[光共振器]]进行观测(见[[迈克生-莫立实验#近代实验|迈克生-莫立实验]]),所得结果已对光速的各向异性设下了非常严格的上限。
==实验论证==
2011年9月, [[ 欧洲 ]] 研究人员发现了一个无法解释的现象——比光速快60纳秒的中微子。一旦被证实,将颠覆支撑现代物理学的相对论。而2012年03月03日最新消息称,经过数月的反复检查,欧洲核子中心日前宣布,卫星定位系统同步接收器可能存在“调校”问题,并高估了中微子运行时间,而把卫星定位系统信号传送到原子时钟的光缆可能出现连接“松动”并导致低估了粒子包飞行时间。最新一期隶属美国科学促进会的《 [[ 科学 ]] 》杂志也刊文指出,连接原子钟的光缆出现松动,可能导致计算中微子运行时间的原子钟产生了错误结果。
[[ 欧洲 ]] 核子中心已得到证实,该实验结论是实验电缆出错造成的,并没有颠覆相对论 <ref>[http://www.edu.cn/ke_yan_yu_fa_zhan/kexuetansuo/zui_xin_dong_tai/ke_ji_xin_zhi/201203/t20120305_747748.shtml 欧洲核子中心:“中微子超光速”有误差],中国教育和科研计算机网,2012-03-05 </ref>
==降低光速==
 
[[File:降低光速.png|370px|缩略图|右|光速不变原理被打破,科学家成功降低光速![http://img.zxxk.com/2015-4/ZXXKCOM201504281002036442429.png 原图链接][http://news.zxxk.com/article/424956.html 来自学科学网 的图片]]]
===降低真空光速或颠覆爱因斯坦理论===
根据 [[ 爱因斯坦 ]] 的相对论,在任何参照系中,光在 [[ 真空 ]] 中的传播速度都是一个常数。但是 [[ 科学 ]] 家最近却成功让光在自由空间(free space,完美真空)中的速度降了下来。
[[ 英国格拉斯哥大学 ]] [[ 赫瑞瓦特大学 ]] 的研究人员进行了一项实验。在实验中,科学家安装了一个特殊“隔层”,单个光子在通过这一装置时,形态会发生改变,而且速度出现了下降。
奇妙的是,在通过这一特殊“隔层”之后,即便重新回到自由空间,光子仍会以较低的速度前行。这一实验说明,光的构造可能比人类知道的更为复杂。
根据爱因斯坦的理论,光在自由空间中的速度约合每秒30万公里。在经过水、玻璃等介质时,光速会出现下降,但只要再次返回自由空间,光速就会回归正常。
研究人员称,“降低光速”的方法可以被用于更多的物理学实验中,人类或能解开更多的 [[ 自然 ]] 界之谜。
===光速发生变化后,人类社会将会发生什么变化?===
光速降至原来的一半时,长度单位也降至原来的一半。
110m栏的记录被轻易的刷新了, [[ 刘翔 ]] 泪流满面了。
出租车换新的计价器了,计程器跑的飞快,可价格还未调整,的哥乐开花了。
光速降至原来的一半时,体积和容积的计量单位降至原来的1/8。
于是,千克也变成了原来的八分之一,所有人一夜醒来发现自己凭空胖了8倍 <ref>[http://www.sohu.com/a/76198600_422377 当光速发生变化后,世界将会发生什么变化?] ,搜狐,2016-05-19 </ref> 。 ==视频== ===<center>光速相关视频</center>=== <center>央视纪录片《爱因斯坦的思维》,16岁那年</center> <center>{{#iDisplay:o0883a52qen|560|390|qq}}</center> <center>电磁波的奠基人:麦克斯韦</center> <center>{{#iDisplay:d0760gtt9es|560|390|qq}}</center> <center>光速到底有多快?NASA科学家自制动画影片告诉你</center> <center>{{#iDisplay:i0876bi0ep7|560|390|qq}}</center>
==参考文献==
 
[[Category:330 物理學總論]]
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