狭义相对论的前提条件5

发布网友 发布时间：2024-02-22 22:43

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热心网友 时间：2024-11-17 07:16

狭义相对论并不要求在真空成立，在介质也是可以成立的。狭义相对论虽然是用的“真空中的光速”表示c,，但这其实是一个天然速度尺度，对应于任何静止质量为0的粒子的运动速度。任何两个惯性系间的坐标变换按照洛伦兹变换，这里所有用到的都是真空中的光速c,或者更广泛说，是所谓的“相互作用传播速度”。这个问题其实可以很好的反驳所谓“相对论只是测量效应”的论点，正因为相对论效应不单纯只是观测效应，因此和介质无关（或者说和介质中的光速无关）。介质中的光速是可以超过的，带电粒子在介质中运动超过介质中的光速的话会产生切伦科夫辐射（有兴趣可以自己百科）。 也就是说，即使在介质中，天然速度的“极限”依然是“真空中的光速”而非“介质中的光速”。
一个“光子”在介质中依然是以c运动的，但是它会和介质粒子发生相互作用，可能被散射，甚至被吸收，于是虽然一堆光子从宏观上看是沿直线运动的，其实每一个光子本身都在作复杂的运动，于是表观上介质中的光速就降下来了

热心网友 时间：2024-11-17 07:16

介质中，狭义相对论也是成立的。
介质中光速达不到c的原因是，介质中的微观结构影响光的电磁传播形态。此时起作用的其实是介质的介电常数和磁感应常数，它们乘积的开放是折射率。如果你研究的是电磁场的相对论性质，则此时有两种选择，1、保持洛仑兹变换中的c不变，把介质的各种影响都放在物理方程中。2、将介质的介电常数和磁导率写进洛仑兹变换，保持物理方成不变。这些内容在场论中都有研究。不过要注意的一点是，狭义相对论不是研究光的，而是研究物理方程的变换性质的。也就是说，不要简单地以为光的性质变了，相对论就出问题了。回到刚刚的问题，如果你研究的是电磁场，则洛仑兹变换可以选择按照介质的电磁响应性质（就是介电常数和磁导率）来改变。如果你研究的是与电磁场无关的其他物理过程，则根本不受到介质影响。
回到你最后的问题，在介质中，使可以有速度超过光速的！这就是“相速度”。在相对介电常数或磁导率小于1大于0的介质中，折射率小于1，你很容易想到，这样的话，光的速度就增加了！然而还有个问题，这个速度其实是“相速度”，电磁波的“相速度”大于光速。但是，其群速度仍然小于光速。一般的波，相速度等于群速度。可是这种条件下就不是这样。什么意思呢？这个“相速度”不能携带任何能量和信息，所以大于光速也不要紧。真正携带信息的是“群速度”。狭义相对论并没有说不能超过光速，只是说，不能超光速传播能量或者质量或者信息。这里“相速度”大于光速，就是因为不携带任何能量和信息，才成立的。
看不懂的话，你可以搜索一下相速度 和 群速度 的具体定义。

热心网友 时间：2024-11-17 07:17

c是只是一个速度而已。恰好等于真空中的光速。
c和介质中的光速没关系。

介质中超光速很正常了。。如切伦柯夫辐射。。就是电子运动速度超过介质中的光速造成的。。