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光速与发射源速度无关的本质
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光速与发射源速度无关的本质
光的速度是MAXWELL波动方程决定的电磁波在介质中的传播速度。由于光可以在真空中传播，而真空是不依赖于任何物体而存在的，因此真空中传播的光波的速度是与任何物体的移动与否没有关系的。
那么当光源位于具有一定质量的介质中的情况时，观察者观察到的光速又如何呢？当光在具有质量的介质中传播时，MAXWELL波动方程所描述的波动被限制在这种介质中（因为介质中的波阵面上的子波波源就是介质中的物质粒子），电磁波在这种介质中的传播速度取决于介质的介电特性，因此该介质坐标系中的观察者所观察到的电磁波的传播速度是一个常数。
但若观察者不在这种介质中，而在一个相对该介质坐标系以一定速度运动的空间中时，且观察者与该介质之间有真空相隔，则由于观察者看到的电磁波必须经过真空才能到达观察者，而光波一旦进入真空后，其传播速度就变成恒定的，结果是观察者看到的光速还是真空中的光速，与光源是否在运动没有关系。
综上所述，无论观察者在哪里，所观察到的光速似乎都是常数。
但有一种情况可能需要做深入研究，那就是，观察者与光源同处于一种具有比较大的质量的介质中【举例：设一条光纤的某处有一激光发射点，在另一处有一个传感器（即观察者），光纤在外力作用下有拉伸运动，就属于这种情况，即观察者与光源在同一有较大质量的介质中，且观察者与光源之间有相对运动速度】，则当观察者相对于波源有运动速度时，观察者所观察到的波的传播速度如何呢？是否还是与光源的运动速度无关呢？大家可以计算一下。
再有一种情况是，电磁波/光波在真空中传播，观察者相对于真空在运动，这时通常的说法是光波会发生多普勒频移，即运动（相对于真空）观察者观察到的光的频率与静止（相对于真空）观察者观察到的光波的频率不同。确实，运动观察者的仪器会测量到光波频率有变化，但是，我们是否可以换一个角度来看问题呢？即观察频率的变化是否可以看做是电磁波速度相对于观察者发生了变化的一种表现形式呢？大家知道，无论观察者是静止还是运动，真空中传播的光的能量并不会受到观察者的影响，而光的能量即反映了光的频率，即光的能量不变意味着光的频率不变。因此，从本质上来说，多普勒频移效应是观察者观察到的光波的相对传播速度发生变化的一种体现形式，这里虽然观察者的仪器测量到的光波信号感应电流出现了频率的变化，但是真正的本质原因是光波相对于观察者的传播速度发生的变化导致了仪器的感应电流频率发生变化。以此来看，光的传播速度（这里是指光波相对于观察者的传播速度）还是与观察者的运动有关的。一个形象的比喻是，将真空中传播的光波看成是一列很长的火车，每一节火车车厢对应一个光波的空间波动周期，这样的“火车”在飞驰时并不会受到观察者的任何影响，即波数k是不会发生变化的。但是相对于真空静止的观察者与相对于真空运动的观察者所看到这列“火车”的运动速度会有差异，这个差异即表现为多普勒频移：(观察频率（圆频率）的变化值)=（“火车的相对速度”变化值）x（波数k）.
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