SwustLpf的博客,电磁波的速度 _博客

光、电磁波速度都是30千米/秒，什么原理让其同速度？

一个人年幼时的长相与能力与其壮年时相比比，是截然不同的。然而，我们并不能因此而否认他们是同一个人。两者的基因?是完全一致的，其并不会随着年龄的增长而发生改变。光与电磁波也是如此，它们都是受到激发的最小粒子，即它们都是受到激发的量子。两者的区别，仅在于它们能量的不同。而且，能量越大，就越具有粒子性；能量较低，则更多的是表现出波动性。
这也是为什么两者的物理性质具有一定差异的原因。至于为什么，作为激发量子的光和电磁波会有相同的速度，表现为速度相对于能量的不变性，是因为由普朗克常数h定义的最小粒子即量子的质量非常小，以至于光子和电磁波的能量变化，主要是相对于量子空间势能的增减，近似地与速度无关。由于存在着由最小粒子（量子）构成的物理背景，即存在着量子空间，任何物体在该空间运动时，都会受到一定的束缚。
所以，物体的外在能量是由相对于自身的动能和相对于空间的势能所共同构成的。只是，宏观物质在低速时，空间效应可以忽略不计，其能量主要是动能，由物理参量速度来度量，表现为速度与能量相关，具有速度的可变性。然而，对于激发量子的光和电磁波而言，它们的动能却非常小，其能量主要是相对于空间的势能，由物理参量频率（或频率的倒数——弛豫时间即周期）来描述，表现为能量的变化与速度无关，即具有光速的不变性。
所谓光速，仅只是光子维持其空间势能的速度。由于光子的质量很小，使得不同能量的光速差远小于光速，两者的比值近似为零。这就是为什么光与电磁波的速度近似相同的原因。总之，由于光与电磁波都是激发量子，两者的差异仅在于能量的不同，而且由于存在着量子空间且量子的质量非常小，使得光与电磁波的能量主要是相对于空间的势能，所以两者的运动速度近似相同。
换句话说，就是由于量子的质量很小，量子空间的密度很大，使得量子相对于量子空间的速度只有微小的变化就会引起量子相对于空间势能的较大变化，以至于在激发量子（光子）能量的变化范围内，我们察觉不出其速度的变化。只有光子的能量具有较大的不同，且经过长时间的传播，不同能量的光速就有可能产生可观测的差异。比如，x射线、伽马射线和中微子也都是激发量子，具有较高的能量。
达到光速要的能量是无限大的，为何发射的电磁波轻松达到光速？

如果我们分别扔一个玻璃球和一个铅球，毫无疑问，玻璃球会被扔得较远。因为，同样的能量（力），质量小的物体，其速度较大，即动能等于速度的平方乘以质量除以2 。然而，如果将玻璃球换成同样重量的气球，则铅球会被扔得比较远。为什么呢？因为，空气的存在，其会对气球产生较大的阻力。由此，我们明了，速度的快慢，取决于物体的质量和体积。
因为，空间不空。由于微观粒子的波动性，由于物体的运动受到了光速的限制，由于存在着物体之间的超距作用，由于微波背景辐射温度的存在，上述种种现象都说明了我们的宇宙存在着本底的物理背景，即存在着由最小粒子构成的量子空间。该最小粒子就是普朗克常数h定义的量子，其具有不可再分的特性，是宇宙中唯一的实体粒子，即是构成宇宙的基石。