Tốc độ ánh sáng

Trong chân không, các thí nghiệm đã chứng tỏ ánh sáng đi với tốc độ không thay đổi, thường được ký hiệu là c = 299 792 458 m/s (xấp xỉ 300 nghìn km/s), không phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Kết quả này cũng phù hợp với lý thuyết điện từ của James Clerk Maxwell, biểu diễn tốc độ ánh sáng trong chân không là:

với ε0 là độ điện thẩm tuyệt đối của không gian tự do (Một số sách dùng hằng số điện môi của chân không, thậm chí gọi tắt là hằng số điện) và μ0 là độ từ thẩm chân không, những hằng số không phụ thuộc hệ quy chiếu.

lần đầu tiên được xác minh trong phòng thí nghiệm do nhà vật lý học người Pháp Armand Hippolyte Fizeau vào khoảng 1850. Trước đó, các nhà thiên văn cũng đã đưa ra những kết quá khá chính xác, ví dụ của Ole Römer năm 1676. Năm 1887, thí nghiệm Michelson-Morley được thực hiện cho thấy tốc độ ánh sáng là không phụ thuộc vào hệ quy chiếu.

Hiện tượng tốc độ ánh sáng trong chân không không phụ thuộc vào hệ quy chiếu đã thay đổi nhiều quan điểm về cơ học cổ điển của Isaac Newton và thúc đẩy Albert Einstein tìm ra lý thuyết tương đối.

Trong các môi trường không phải là chân không, vận tốc ánh sáng có thể thay đổi và tồn tại một vài định nghĩa khác nhau về vận tốc ánh sáng trong môi trường như vận tốc pha và vận tốc nhóm bên cạnh vận tốc lan truyền của đầu sóng. Theo lý thuyết tương đối, không vật chất hay năng lượng hoặc thông tin nào chuyển động nhanh hơn vận tốc ánh sáng trong chân không. Người ta đã quan sát thấy vận tốc pha và vận tốc nhóm lớn hơn vận tốc ánh sáng trong chân không trong một số thí nghiệm (ví dụ xem Wang và các tác giả khác 2000 ở phần tham khảo bên dưới). Tuy nhiên những vận tốc này chỉ là mô tả toán học thuần tuý và không mang năng lượng theo chúng. Trong các thí nghiệm, không có năng lượng hay thông tin nào lan truyền nhanh hơn vận tốc đầu sóng, được quan sát là luôn nhỏ hơn vận tốc ánh sáng trong chân không.

Vận tốc ánh sáng trong chân không cũng chính là vận tốc lan truyền của bức xạ điện từ trong chân không (ánh sáng là một bức xạ điện từ, xem thêm bài ánh sáng). Trong nhiều trường hợp, thuật ngữ "tốc độ ánh sáng" cũng được ngầm hiểu là tốc độ ánh sáng trong chân không.