在广袤的宇宙中,存在着许多令人着迷的奥秘,而光速便是其中之一。光,作为我们日常生活中不可或缺的一部分,其背后蕴含着深刻的物理原理。从光的传播速度到其作为电磁波的特性,从麦克斯韦的理论发现到特殊相对论的光速不变原理,每一个方面都吸引着科学家们不断深入探索。
光在不同的介质中,传播速度是不一样的,介质吸收光子的能力越大,光在介质中的传播速度就越慢,根据科学家的测定,光在真空中的传播速度最大,为299792km/s ,约为30万千米每秒。那么,究竟是什么限制了光的传播速度,是什么让它止步于30万千米每秒?
无论是否是专业的物理学家,相对论都是人们喜闻乐见的谈资。但是,我们往往会忽视关于光速这个常数背后的实验历史——它在相对论诞生前有着漫长的故事;而物理学的发展,实验往往先行。本文系《光速——从地心说的覆灭到相对论的诞生》一书作者所作导读。
1905年,爱因斯坦的狭义相对论告诉我们,在我们宇宙中任何粒子都有一个极限速度,这个速度正好等于真空中的光速。任何没有质量的粒子(光子、胶子)它们生下来就以光速运动,而任何有质量的粒子它们的运动速度只能无限的接近光速,不能达到更不能超越光速。