سرعة الضوء في الفراغ تظل ثابتة لأن العلاقة بين الطول الموجي (λ) والتردد (f) منظمة بطريقة طبيعية، بحيث إذا تغيّر أحدهما، يتغيّر الآخر بشكل معاكس، ويظل حاصل ضربهما ثابتًا:
سرعة الضوء في الفراغ تظل ثابتة لأن العلاقة بين الطول الموجي (λ) والتردد (f) منظمة بطريقة طبيعية، بحيث إذا تغيّر أحدهما، يتغيّر الآخر بشكل معاكس، ويظل حاصل ضربهما ثابتًا:
c = λ × f
هذا التوازن الطبيعي يمنع حدوث أي تغيّر في سرعة الضوء نفسها، لأن الضوء في الفراغ لا يتأثر بوسط خارجي يمكن أن يغير خصائصه.
أمثلة:
مثال 1: ضوء بنفسجي
الطول الموجي:
λ = 4 × 10^{-7} \text{ متر}
f = \frac{c}{λ} = \frac{3 × 10^8}{4 × 10^{-7}} = 7.5 × 10^{14} \text{ هرتز}
λ × f = 4 × 10^{-7} × 7.5 × 10^{14} = 3 × 10^8 \text{ م/ث}
السرعة ثابتة.
مثال 2: ضوء أحمر
الطول الموجي:
λ = 7 × 10^{-7} \text{ متر}
f = \frac{3 × 10^8}{7 × 10^{-7}} = 4.29 × 10^{14} \text{ هرتز}
λ × f = 7 × 10^{-7} × 4.29 × 10^{14} ≈ 3 × 10^8 \text{ م/ث}
السرعة نفسها رغم تغيّر الخصائص.
الاستنتاج من الأمثلة:
عندما يتغير نوع الضوء (مثلاً من بنفسجي إلى أحمر)، فإن أي زيادة في الطول الموجي تُقابلها تلقائيًا نقصان في التردد، مما يجعل حاصل ضربهما (السرعة) يبقى ثابتًا دائمًا. وهذا ما يفسّر ثبات سرعة الضوء في الفراغ ضمن هذه الفرضية.
