1. Ljus är en elektromagnetisk våg:
* Ljus är i sin väsen en elektromagnetisk våg. Den består av att svänga elektriska och magnetiska fält som reser vinkelrätt mot varandra och mot vågutbredningsriktningen.
* Dessa fält är sammanflätade, vilket innebär att en förändring i ett fält skapar en förändring i det andra, vilket upprätthåller vågen.
2. Maxwells ekvationer:
* James Clerk Maxwell, på 1800 -talet, formulerade en uppsättning ekvationer som förenade elektricitet och magnetism.
* Dessa ekvationer, kända som Maxwells ekvationer, förutsäger förekomsten av elektromagnetiska vågor och visar att deras hastighet i ett vakuum bestäms av två grundläggande konstanter:mittiviteten för ledigt utrymme (ε₀) och permeabiliteten för fritt utrymme (μ₀).
* Dessa konstanter beskriver i huvudsak hur elektriska och magnetfält interagerar med rymden.
3. Ljusets hastighet:
* Ljusets hastighet i ett vakuum (c) beräknas som: c =1/√ (ε₀μ₀)
* Denna ekvation berättar att ljusets hastighet inte är godtycklig utan direkt relaterad till de grundläggande egenskaperna hos rymden.
4. Varför samma hastighet:
* Eftersom elektromagnetiska vågor är själva manifestationen av dessa elektriska och magnetiska fält som interagerar med rymden, är de skyldiga att resa med hastigheten som dikteras av dessa grundläggande konstanter.
* Därför delar både vakuumet, som representerar frånvaron av materia och bakgrundsmediet för interaktionen mellan dessa fält, och elektromagnetiska vågor (inklusive ljus) har samma hastighet.
Sammanfattningsvis:
Ljushastigheten i ett vakuum är inte en slump; Det är en direkt följd av det grundläggande förhållandet mellan elektromagnetism och rymdens egenskaper. Elektromagnetiska vågor, som är manifestationen av denna interaktion, reser i sig i samma hastighet som själva vakuumet.
