光的传播速度大约是多少米每秒 光的传播速度与光源运动状态无关

光是一种电磁波，光的传播速度的确不受光源移动速度变化而变化，爱因斯坦狭义相对论的“光速不变原理”对此说的非常清楚：光在真空中的传播速度相对于任何参考系是不变的，与光源和观察者的运动状态无关。无论光源是相对于地面静止，还是运动，光对于地面观察者的速度是不变的，在这一点上，水波和声波又如何呢？

我们知道声波和水波的传播是需要介质的，

我们常说的声速和音速大小就是相对于介质或静止于介质的观察者而言的，因此无论介质的运动状态如何，声速或音速相对于给定的介质是不变的。根据力学相对性原理，我们坐在高速飞行的飞机里说话，声音的传播给我们的感觉与在静止的地面是一样的，

因为飞机里的空气――传播声音的介质被飞机载着一起运动。声音的传播速度相对于飞机里的空气介质和观察者仍然是1马赫（当然对于地面的观察者肯定是大于1马赫，因为观察者的运动状态发生了变化）。由上可知，要想知道水波和声波的传播速度与振动源的运动状态是否有关，我们只要看振动源和介质的相对运动状态即可，如果振动源总是和介质相对静止，则水波和声波的传播速度与振动源的运动状态无关；如果振动源和介质有相对运动，则水波和声波的传播速度与振动源的运动状态有关。通过分析可知，振动源不总是和介质相对静止。下面分几种情况讨论。

这时声波和水波的传播速度与振动源（体）的运动状态无关

水中的鱼在游走过程中不断产生水波，尽管产生水波的鱼在移动，但鱼每次产生的水波――单列波依旧在原来的水波中心向远处传播，它的传播速度不变；我们都知道空谷回音，声源发出声音后，这块振动的空气（声波）――单列波就与声源体无关了，它不断向周围传播，碰到峭壁又反弹回来形成回音，这时发出声音的人或物或许早已不在，这说明单列声波的传播速度与声源的运动状态无关。这种情况实际上就是当发出点波时的振动源与介质是相对静止的。

这种情况下，声波和水波的传播速度与振动源（体）的运动状态有关。

比如人们常说的多谱勒效应就是这种情况，所谓多谱勒效应是指当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同的现象。比如一列向我们飞驰而来的火车发出的声音比离开我们时要尖（音频率高）的多。

这当然是因为声源相对传播声音的空气介质（当然包括我们）一直在运动，导致我们接受到的音频发生变化。 多普勒效应就是接收频率的变化效果，而非振动源频率发生变化。火车发出的声音音调对于火车自身来说是不变的，声音的传播速度也是不变的，而对于火车外的事物，包括空气和相对地面静止的观察者都是变的。多普勒效应虽然说的是频率的变化，并未特指传播速度，但事实上只有光的传播速度（波长和频率的积）是不变的，声波和水波的传播速度都是变的，因而多普勒效应引起的频率变化导致传播速度变化，这里声波的传播速度与振动源的运动状态有关，随着振动源的移动速度变化而变化，实质原因当然是振动源相对传播介质是运动变化的。

光的传播速度与观察者的运动状态无关，但声波和水波的传播速度与观察者的运动状态有关，它们的相对速度是简单的叠加。

比如声音在空气中的传播速度是343米/秒（1马赫），一个观察者坐在飞机上以速度V向着声源飞行（与声波传播方向相反），那声音的速度相对这个观察者来说要大于1马赫，即1马赫 V；而飞机如果与声波传播方向相同，那声音的速度相对这个观察者来说要小于1马赫，即1马赫-V，这如果是个超音速飞机，那这个观察者将不会听到后方的声音，甚至也听不到飞机自身发出的声音，在超音速突破音障时会产生音爆，

这时声音相对观察者的速度接近0。

当然之所以声波和水波的传播速度与观察者的运动状态有关，说到底还是因为观察者与传播介质有相对运动。

光与时空深层次的联系决定了光速不变原理，也决定了光波的传播规律与声波、水波传播规律的相似和不同。

水波和声波的传播需要介质，而光波不需要介质，但光的传播离不开空间，跑不出宇宙时空，时空是光运动的背景和场所，时空当然是具有实在性的物质，因此从这个意义上，可以把时空看作是光传播的“介质”，这样一来，光波和水波、声波一样，它们的传播实质上都与介质有关。光波之所以不像水波和声波那样与观察者的运动状态有关，之所以不与任何形式光源（包括点光源和连续光源）的运动状态有关，就是因为它的“介质”是时空，而不是别的什么。光与时空相对性的内在联系才决定了它速度相对任何参照物的不变。而水波和声波的介质没有这个“特权地位”。

本文参加【科学V计划】内容为作者原创#科学V计划# #科学有真相# #科学种草团#