第二章（一切都是相对的，时间和空间是相结合的）2

抛弃以太--光速是恒定的常数

光速不变原理:真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。 光速不变原理，在狭义相对论中，指的是无论在何种惯性系(惯性参照系)中观察，光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。这个数值是299,792,458 米/秒。

资料

光速不变原理：无论在何种惯性系（惯性参照系）中观察，光在真空中的传播速度都是一个常数。

证明光速不变的四项事实。

1） 恒星光行差。

2） 恒星都是一个一个的小圆点。

3） 恒星都静止。

4） 太阳光的迈克尔逊——莫雷实验。

任意恒星光行差都长期保持不变，证明：光行差不随时间变化，所以光速也不随时间变化。所有恒星的光行差都为20.5″角距，证明：所有恒星的光速都相同。

恒星都是一个一个的小圆点，证明：任意一个恒星的所有的光线的光速都相同，即没有不同光速的光线。

因为没有任何光速‘变化’的现象，所以只有采用‘反证法’。

设：某恒星发来两种光速的光线；光速为c的光线，用c表示；光速为C的光线，用C表示；光速c＞C

因为c和C都是连续的，所以观测者能够同时接收到c和C；但观测者同时接收到的c和C，必然不是同时从恒星发出的。

因此设：c发出的时刻为零；C发出的时刻为t；恒星零时刻的位置为A；t时刻的位置为B；因恒星周日视运动角速度ω＝15.0411″/秒，所以A、B之间的角距φ＝ωt

再设：φ＝10′（太阳直径的1/3）；恒星距离L＝30光年。

则：t＝φ／ω＝10×60÷15.0411≈40（秒）

c传播的时间T1＝L/c＝30（年）≈86400×365＝946080000（秒）

C传播的时间T2＝L/C

据题意知：T2＝T1＋t＝L/c＋t＝946080000＋40＝946080040（秒）

所以：C＝L/T2＝946080000c/946080040≈0.9999999577c≈299999.987（公里/秒）

即：如果φ＝10′，则c－C＝300000－299999.987＝0.013（公里/秒）＝13（米/秒）

也就是说：如果两条光线的光速差为13米/秒，则这颗距离为30光年的恒星，就同时在角距为10′的A和B两个位置上。

光速连续比间断变化的可能性大得多，如果恒星光速是在C和c的范围内连续变化的，则看起来，该恒星应该是：长度为10′角距的线段。

因为从未看到过：恒星具有多个位置和任何拉长的现象，所以结论正确。

恒星都静止，证明：所有恒星的光速都不随时间变化，都始终恒为常数c不变。这是因为如果光速不断变化，则看起来恒星必然是运动的。证明方法与上述类似，不再重复。

太阳光迈克尔逊——莫雷实验证明：太阳光的光速不变。

迈克尔逊——莫雷实验的依据是：光速＝波长×频率

光波长和频率都是根据光干涉条纹确定的。根据‘杨氏双缝干涉实验’干涉条纹之间的间距，能够独立推算出‘光波长’，自然可确定‘光频率’。

这样推算确定的光波长和频率的乘积为常数，即不同颜色光的波长和频率的乘积相等；而且乘积数值等于检测的‘光速值’；从而充分证明：‘光速＝波长×频率’成立。

迈克尔逊和莫雷通过长期多次分别检测，来自不同方向的阳光的光速，充分证明：阳光的光速不变。