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  相对论下的时间问题假设有一固定座标系S(座标x,y,z),有一个飞船以相对於S速度为v=0.9c(c为光速)的速度向正x方向飞,在飞船中心以建立一个座标系S'(x',y',z'),y'=y,z'=z,而x与x'平行.在S座标系下有

  相对论下的时间问题

  假设有一固定座标系S(座标x,y,z),有一个飞船以相对於S速度为v=0.9c(c为光速)的速度向正x方向飞,在飞船中心以建立一个座标系S'(x',y',z'),y'=y,z'=z,而x与x'平行.在S座标系下有一个时钟,以t表示时间.在飞船中有另一时钟,以t'表示时间.现在,x'=0,y'=0,z'=0处有一盏灯,飞般长为为L,当灯打开以后,显然,在飞船内测量光传送到飞船首和尾的时间是相等的.但如果我在地面上看来呢?它们还想等吗?为甚麼?

  我想不明白的是,如果在地面看,深负x'方向的光的相对於地面的速度是c-v,但沿x'正方向的光相对於地面速度是v+c,这岂不是比光速还要快?

  那假如我要求在S中观察的光走到飞船两端的时间,利用下面的公式

  t=(t'+vx'/c^2)/g,g=1/sqrt(1-v^2/c^2)

  这里,x'是等於L/2,v是不是等於甚麼?是飞船相对於S系的移动速度吗?如果是这样,光到逹飞船两端所花的时间是相同的吗?

1回答
2020-05-10 19:49
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曹曙光

  现在先回答你X'=c+v的问题:

  你这样理解是把光子当成了宏观物体来处理,采用相对速度的原理来理解,这是错误的.光的速度是绝对速度,而不是相对速度.所以如果飞船以V=0.9c前进,那么船里的灯发出的光向前传播的速度仍然是c,而不是c+v,否则,相对于飞船来说光速没有减小,仍然是c.但根据相对论,当飞船的速度接近光速时,飞船与光的相对速度会减小,这样才会出现时间减慢、静止或倒退的现象.

  你可以这样理解,飞船在前进,船里的灯光就像虫子在向前飞.开始它们以c向前飞.随着你的飞船在加速,它们越飞越慢,到0.9c,它们就以0.1c在向前飞,这样时间就减慢甚至停止、倒退了.

2020-05-10 19:54:38

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