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光源速度会影响光的传播速度吗?
从电磁波理论看,光的传播速度是电磁波在媒质中波动传播的速度,当一种媒质确定后,根据波动方程可知,其波动速度()是确定的,因此波的传播速度与光源是否运动并无关系。相对论中的光速不变原理与这一点是符合的。
但是从量子力学理论看,光子有质量和动量,如果认为动量守恒原理始终成立的话,则从运动光源发出的光子应具有比从静止光源发出的光子的动量大(设光传播方向与光源运动方向相同)。静止光源发出的光子的动量为:
其中m为运动光子的质量,ν为光的频率,c为静止光源发出的光子的运动速度。
利用动量叠加原理可得运动光源发出的光子的动量为:
其中m' 为运动光子的质量,c' 为运动光源发出的光子的运动速度。
由此得:
即从量子力学的角度看,运动光源和静止光源发出的光子的速度一般是不相同的。
在近似情况下,可以认为m=m ',则
从以上分析看,相对论和量子理论似乎存在矛盾。
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GMT+8, 2024-12-21 11:18
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