光速 測定,首次測定光速 340周年"

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光速，意指光在真空中的速率，是一個物理常數，一般記作c，精確值為299,792,458 米每秒（≈3.00×108 m/s）。這一數值之所以是精確值，是因為米的定義就是基於光速和國際時間標準上的。[1]根據狹義相對論，宇宙中所有物質和訊息的運動和傳播速度都不能超過c。光速也是所有無質量粒子及對應的場波動（包括電磁輻射和引力波等）在真空中運行的速度。這一速度獨立於射源運動以及觀測者所身處的慣性參考系。在相對論中，c起到把時間和空間聯繫起來的作用，並且出現在廣為人知的質能等價公式中：E = mc2。[2]

光在玻璃和空氣等透明介質中傳播的速度小於c。c與光在介質中傳播的速度v之比，就是該介質的折射率n（n = c / v）。例如，玻璃在可見光波段的折射率約為1.5，意味著光在玻璃中的速度為c / 1.5 ≈ 200000km/s；空氣在可見光波段的折射率約為1.0003，所以光在空氣中的速度約為299700km/s，比c慢90km/s。

在一般情況下，光以及其他電磁波都似乎能夠從甲點瞬間達到乙點，但只要甲乙兩點相隔距離大，再加上精度極高的測量儀器，就可探測到光的有限傳播速度所呈現的各種現象。在和遙遠的空間探測器通訊的時候，從地球發出的訊號需數分鐘甚至數小時的時間才可抵達探測器，反之亦然。同樣，來自遙遠星體的光經過許多年才到達地球，因此科學家可通過觀測這些星體來研究宇宙久遠的歷史。光速有限，也意味著電腦有著理論上的最高速度，因為資訊在電腦芯片之間傳遞的速度受到限制。光速還可以用在所謂的「飛行時間」測量法中，以高精確度量度兩個相距較遠的點之間的距離。

奧勒·羅默於1676年首次測定光速。他通過研究木衛一的視運動，判斷出光的傳播速度是有限的，而非無限。1865年，詹姆斯·克拉克·馬克士威提出光是一種電磁波，因此必須以他的電磁理論中所出現的速度c傳播。[3]1905年，阿爾伯特·愛因斯坦提出一條公設：一個慣性參考系所測得的光速是獨立於光源的運動的。[4]他從這一點推導出狹義相對論，並證明常數c在光和電磁波的範疇以外也有舉足輕重的地位。經過數百年不斷進步的測量之後，1975年光速的數值為299,792,458 m/s，測量不確定度為十億分之四。1983年，國際單位制（SI）中的米被重新定義為1/299,792,458秒內光在真空中所運行的距離。因此，c在米每秒單位下的數值已固定為精確值。

真空中的光速通常以小寫c表示，即英文中「constant」（恒等、常數）或拉丁文「celeritas」（迅捷）的首字母。最初，人們曾以詹姆斯·克拉克·馬克士威於1865年使用的符號V表示光速。1856年，威廉·愛德華·韋伯和魯道夫·科爾勞施曾使用c代表另一個常數。該常數後來被證明為光速的√2倍。1894年，保羅·德汝德重新將c定義為光速。阿爾伯特·愛因斯坦在1905年發表有關狹義相對論的最早德文論文中使用了V，但在1907年便轉用當時已通用的符號c。[6][7]

在某些情況下，c表示任何媒介中波傳播的速度，而c0則表示光在真空中的速度[8]。這種使用下標的記法受SI官方出版物認可[5]，且與其它相關常數的記法相符，包括真空磁導率μ0、真空電容率ε0（又稱電常數）以及自由空間阻抗Z0。本條目以c代表真空中的光速。

自1983年起，國際單位制（SI）將米定義為1⁄299,792,458秒內光在真空中所運行的距離。因此，光速的精確值等於299,792,458 m/s[9][10][11]。光速是一個具有量綱的物理常數，因此c的數值取決於所用的單位制[注 2]。在相對論等經常用到c的物理學範疇中，不少文獻會使用自然單位制或幾何化單位制。在這些單位制中，c = 1[13][14]。這樣，公式和計算當中就不會出現c，因為乘以或者除以1並不會對結果有任何的影響。