本文将深入解析真空光速的定义及其精确测量，探讨国际标准如何将光速定为常数299792458 m/s，并说明相关的技术基础与测量方法。此外，文章还将阐述真空光速与其他基本物理常数的关联及其在实验中的应用。
如果您查阅物理学中关于真空光速的基本数据，但对精确数值及其测量与定义依据存在疑问，则可能是由于单位换算、定义演变或测量背景理解不充分所致。以下是针对该问题的系统性说明：
一、真空光速c的国际精确数值
根据1983年第十七届国际计量大会（CGPM）决议，米的定义被重新确立为：光在真空中于1/299792458秒内所行进的距离。这一定义使真空光速c成为一个**固定不变的定义常数**，其精确值被明文规定为299792458 m/s。将其转换为公里每秒时，需除以1000，得到299792.458 km/s。在严格物理表述中，该值不可四舍五入，亦不依赖实测；它是定义性数值，具有无限有效数字。
二、现行米定义与光速c的绑定关系
现行米定义并非基于实物基准（如铂铱合金米原器），而是完全依托于光速c与时间单位“秒”的协同定义。秒本身由铯-133原子基态超精细跃迁辐射周期（9192631770个周期为1秒）精确定义。因此，米的实现依赖于对时间的高精度测量和对光传播时间的直接测定。这种定义方式消除了长度基准随环境变化的不确定性，使c成为连接时间与空间的桥梁常数。
1、通过飞秒激光频率梳技术，将光频直接溯源至微波标准秒；
2、利用光学干涉法精确测定激光在已知真空腔长内的往返时间；
3、结合时间测量结果与腔体几何长度，反推并验证c值的自洽性；
4、所有国家级计量院均依此框架复现米，确保全球量值统一。
三、1972年关键测量实验的技术基础
在1983年定义确立之前，1972年美国国家标准局（NBS，现NIST）团队在科罗拉多州博尔德市完成迄今最精密的独立光速测量。该实验采用激光波长与频率同步标定法，避免了传统测距与计时误差耦合。其核心在于分别高精度测定同一激光束的真空波长λ（通过X射线干涉仪比对）和频率f（通过谐波混频链溯源至铯钟），再代入标量关系式c = λf。
1、使用甲 烷稳定氦氖激光器作为光源，输出波长高度稳定；
2、用X射线晶体衍射法测定激光在真空中的绝对波长，不确定度达±1.2×10⁻⁹ m；
3、构建长达17级的微波—光频链，将激光频率溯源至铯原子钟，不确定度优于±1.5×10⁻¹¹；
4、最终导出c = 299792456.2 ± 1.1 m/s，与现行定义值仅差约1.8 m/s，在当时已达极限精度。
四、真空介电常量ε₀与磁导率μ₀的约束关系
麦克斯韦方程组预言，真空中的光速由电磁场基本属性决定，满足c = 1/√(ε₀μ₀)。在SI单位制中，真空磁导率μ₀曾被定义为4π×10⁻⁷ H/m（即N·A⁻²），而ε₀则由c反推得出。2019年SI基本单位重新定义后，μ₀不再为固定值，其数值现由实验测定，并与c、e（元电荷）、h（普朗克常数）共同构成自洽体系。因此，c的固定性实质上是整个电磁单位制协调性的基石。
1、通过量子化霍尔效应精确测定电阻量子化值h/e²；
2、利用约瑟夫森效应精确复现电压单位，关联h与e；
3、结合洛伦兹力定律与电流天平实验，测定安培单位并约束μ₀；
4、最终由c = 1/√(ε₀μ₀)验证各常数间的数值一致性。
五、真空中光速测量的参考系前提
所有已被重复验证的高精度光速测量，均在**相对地球静止的实验室参考系**中完成。设备安装于地表，真空腔体固定于大地坐标系，时间信号由本地铯钟提供。因此，这些测量结果严格对应于地球惯性系近似下的真空光速。目前尚无实验能在相对于地球高速运动的平台上对同一光束实施同步速度测量，故不同惯性系间光速是否恒等，仍属理论假设范畴，未获直接实验证实。
1、迈克尔逊–莫雷实验使用地面旋转干涉仪，探测以太风，结果为零；
2、现代激光干涉引力波天文台（LIGO）运行于地面，其光程差分析亦基于地固系；
3、卫星激光测距（SLR）虽涉及运动平台，但仅测量往返时间，不直接获取单向光速；
4、任何脱离地固系的光速单向测量，均面临异地时钟同步的根本性难题。
