скорость света, являеться ли скорость света константой? и почему? Опции

[OIN]

Очень хочется разобраться....почему скорость света (СС) являеться константой

[Lapp]

2 volvo:
Я думаю, OIN имел в виду постоянство скорости света в вакууме относительно системы отсчета. Именно это имеется в виду, когда говорят о "постоянстве СС", так что я отвечу на вопрос в этом ключе.

По сути, эта тема является продолжением другой, с таким же названием. Может быть, в будущем я их объединю. Уж не помню, что мне помешало в тот момент, но я хотел в той теме сказать примерно то, что скажу сейчас. Так что спасибо, OIN, за вопрос-напоминание. Кстати, я надеюсь, что ты зарегистрируешься.

Итак.. Да, удивительным свойством света является то, что он во всех инерциальных системах отсчета распространяется с одной и той же скоростью (везде имеется в виду вакуум). На эту тему существует много всяких парадоксов, задач.. Когда слушаешь про это впервые, не веришь ни своим ушам, ни собеседнику, а по спине мурашки (пытаюсь вспомнить свои ощущения ). Это слишком непохоже на правду, но это правда, и единственно верный ответ на вопрос "почему СС постоянна?" очень прост: потому что так устроен мир. Следуя очень хорошему принципу, который был когда-то в подписи volvo, я перефразирую вопрос немного. И даже сделаю это несколько раз, пожалуй.

Сначала зададим его так: как было открыто, что скорость света постоянна? как вообще людям могла прити в голову такая дикая мысль? И это в XIX веке, когда ее и измерить-то толком не могли! Знаменитая статья Эйнштейна, которую считают началом СТО, вышла в 1905г, но говорили об этом еще раньше. А говорили вот, почему..

Не нужно думать, что это было умозрительное заключение, пришедшее в голову гению само по себе, как откровение Господне. Тогда постепенно открывали законы электромагнетизма: закон Кулона для поля заряда, закон Био-Саварра-Лапласа для магнитного поля тока, закон индукции Фарадея. Некто Максвелл, открыл последний закон из этой серии, который касался "тока смещения", и после этого объединил все законы в элегантную систему уравнений (уравнения Максвелла). Это было где-то в третьей четверти XIX века, но эти уравнения и сейчас являются центральными в классической электродинамике. Но Максвелл не остановился на этом, он попробовал эти уравнения решить - и решил! Слово "решил" тут не означает, как после решения задачи, что об уравнениях теперь можно забыть, все уже про них сказано. Это значит, что он нашел одно из возможных решений в определенных условиях. Замечательно же было то, что это решение имело волновую форму. Иными словами, как получалось по решению, электромагнитное поле могло распространяться само по себе (даже без поддержки зарядами). Естественно, Максвелл стал думать, а какой же в этом физический смысл. Иначе говоря - что именно описывает найденное им решение?

Приблизительно в то же время у света были замечены волновые свойства: дифракция, разложение в спектр.. С одной стороны, догадку Максвелла, что открытое им решение описывает именно свет, можно счесть гениальной, а с другой - а что, собственно, можно было подумать еще? Так или иначе, он предположил, что его решение описывает световые волны - и он оказался прав. Но по сути не очень важно, был ли это всем известный свет, или это был никому неизвестный процесс - главное было в другом. И вот с этого-то момента и начались чудеса..

Дело в том, что, согласно найденному решению, электромагнитные волны имели четко определенную скорость, а именно Sqrt(1/(epsilon0*mu0)). В решении не было никакого указания на привязку к определенной системе отсчета! Это не могло не удивить как самого Максвелла, так и других физиков того времени. Но никто не мог предложить нормального объяснения. Думали, что привязка к системе отсчета есть, но она потеряна, нужно просто провести вычисления поаккуратнее - и все встанет на свои места. Но сделать это никто не мог..

Так что постояннство скорости света можно все же считать экспериментальным фактом. Неважно, что скорость не мерили напрямую в эксперименте. Оказалось, что есть другой способ: просто рассчитать ее по формуле из констант epsilon0 и mu0 - заметьте, из констант! А константы эти были хорошо известны тогда, и именно из эксперимента. Вот скажите, когда вы проходили закон Кулона, в который входит константа epsilon0, вызвало ли у вас удивление, что это постоянаая величина? Держу пари, что нет. Но оказывается, это по сути и означает постоянство скорости света! Разве не удивительно?

Что же оставалось делать физикам в такой ситуации? Продолжать искать ошибку в решении Максвелла? Можно и так, но все же ситуацию можно было рассмотреть как повод несколько изменить постановку задачи и спросить себя: если предположить, что СС все же действительно постоянна, то что может получиться из этого?

Примерно так и следует перефразировать теперь вопрос, заданный в теме. Только отвечать прямо сейчас у меня уже нет времени. Надеюсь, не задержу ответ надолго...