超统一场与协变电磁学引论
第四章 光源运动对光速的影响
光速与光源运动速度无关似乎已被许多实验所证实，实际并非如
此。当我们仔细分析这些实验就不难发现，所有实验只是证实光波沿
光源运动方向或相反方向上传播速度与光源运动速度无关，并没有能
证实光波沿其它方向传播速度也与光源运动速度无关。人们接受光速
c 1
不变原理，更多是基于理论上由麦克斯韦场方程导出的光速
是
与光源运动速度无关的常量。若考虑运动光源内源电荷产生稳恒磁场
的影响，根据麦克斯韦场方程能够证明，在光源运动方向和反方向上，
c
光波传播速度的确是与光源运动速度无关，并恒为 。但在非光源运
c
c
动方向上光速小于 。爱因斯坦认为在各方向上光速都恒等于 ，不仅
缺少实验证据，也与能量守恒定律不相容。因此，关于光速不变假设
已被实验证实的说法并不充分可靠。
§4.1 波动方程的协变性与光速各向异性
光速各向异性可以由波动方程的协变性导出。根据电磁波的波动
方程，静止光源沿波矢 方向辐射电磁波的周期 、波长 及传播速度
k
c
间有关系式
2
2 cT 0
(4．1)
k
由于电磁波的波动方程的形式与源运动速度无关，运动光源沿波矢
c
方向上辐射电磁波的周期T 、波长 及传播速度 也必有同样形式的
关系式
cT 2 0
2
(4．2)
c
因 和 都是沿同一波矢 方向上的传播速度，所以存在有等式
c
k
2
2
2
c T 2 cT
(4．3)
u
若用 、 分别表示光源在静止和以速度 运动两种情形时辐射电
磁波的固有角频率，由
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