光在真空中传播最快,空气中次之,透明液体、固体中最慢(二者刚好相反)。光速远远大于声速,(如先看见闪电再听见雷声,在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计,但光传播的时间可忽略不计)。
为什么光在真空中传播最快
光在真空中传播最快是因为真空中没有物质,而光是一种电磁波,电磁波会被介质所阻碍。介质的阻碍会使光的传播速度变慢。在真空中,没有任何介质存在,所以不会影响光波的传播,从而光可以以最高的速度在真空中传播。
这个速度被称为光速,是自然界中最快的速度之一。光产生的原理是电子在原子内部发生电磁振荡,使电磁能转换为了光能。
在自然界中,光的传播应用十分广泛,例如,在宇宙中,光在真空中传播贯穿整个宇宙。
光速的定义是什么
光速,指的是光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。它是一个物理常数,记作c,精确值为299792458m/s。光速是光信号速度的上限,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。
狭义相对论与光速不变原理由爱因斯坦提出。根据光速不变原理,光速与观测者相对于光源的运动速度无关。当物体的速度接近光速时,它的质量将趋于无穷大,所以有质量的物体是不可能达到光速的。只有静止质量为零的光子,才始终以光速运动。光速与任何速度叠加,得到的仍然是光速。
光速是如何测量的
1、伽利略的灯笼实验
1638年,意大利科学家伽利略开始了他的实验:两个人A和B站在相距约一英里(约1.6公里)的山头上,都手提灯笼。A提起灯笼就开始计时,B一看到A提灯笼也提起灯笼,A看到B提起灯笼后停止计时。
伽利略得出的结论是,就算光速是有限的,它也肯定快到不可思议的程度。佛罗伦斯的实验学会于1667年再次进行了伽利略的实验。在两盏灯相距约一英里的情况下,没有观察到任何的延时。用今天的已知光速计算,当时的延时只有11微秒。
2、1856年,威廉·爱德华·韦伯和鲁道夫·科尔劳施通过莱顿瓶的放电测量出电磁单位荷和静电单位荷之比(1/√ε0μ0),并发现这与斐索此前所测得的光速非常接近。
1860年代初,麦克斯韦在发展电磁理论的时候证明,电磁波在真空中的传播速度和韦伯和科尔劳施得出的比值相等。而又因为该比值和斐索此前所测得的光速十分相近,所以,麦克斯韦提出,光其实是一种电磁波。
20世纪下半叶,光速的测量准确度随着谐振腔和激光干涉仪的发展而不断地提升。至今,公认的光速的精确值为299792458米每秒。