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这里关键要知道,
路基系物体A相对火车速度w、 火车系物体A相对火车速度w', 这是两个不同内涵的物理量, 在牛顿时空体系下这两个量是相等的, 而在相对论中则是不等的。 具体到光速,则有以下结论: 1、牛顿时空体系内, 路基系(测量)光相对火车速度w=c-v, 火车系(测量)光相对火车速度w'=c-v。两个速度相等。 2、相对时空体系内, 路基系(测量)光相对火车速度w=c-v, 火车系(测量)光相对火车速度w'=c。两个速度不相等。 (当你把w、w'混为一谈的时候,就得出c=c-v这样矛盾的结论) 再回到物体A,应该有以下结论吗?: 1、牛顿时空体系内, 路基系(测量)物体A相对火车速度w=c-v, 火车系(测量)物体A相对火车速度w'=c-v。两个速度相等。 2、相对时空体系内, 路基系(测量)物体A相对火车速度w=c-v, 火车系(测量)物体A相对火车速度w'=c。两个速度不相等? ※※※※※※ 即别轻信人说的,也别坚信己学的,更别迷信书写的;只信亲眼能见的,而且亲手能算的,关键亲身能验的;科学事实 |
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我们有必要重新思考一下速度合成问题。
速度合成公式,本质上是一种计量约定的结果,适用于同一坐标系内的速度合成。而根据坐标变换得到的“速度变换关系”,称为“速度变换公式”更合适一些,适用于不同坐标系间的速度变换。 在牛顿力学中,“速度变换公式”和速度合成公式有相同的形式,因此,我们往往把两者混淆,误认为是相同的东西。而在相对论中,“速度变换公式”和速度合成公式不再具有相同的形式,但是由于以往的混淆,人们一直没有这种区分,自然也不太容易接受。 |
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5:
思林: 你这里的认识犯了一个主观设想的错误。 那就是,你认为:在地球系看来,爆炸碎片发出的光相对爆发碎片的速度一定等于c。 你可以这样想。在地球系计量(而不是其它系),碎片(相对地球)的速度为v,碎片发出光(相对地球)的速度为W,碎片发出的光相对碎片的速度为w。这三个速度满足矢量合成法则:w=W-v,这个方程中,有两个确定了,另一个就确定了。举例来说,如果真实的测量结果是W=c,那么就应该有w=c-v,在这种情况下,从地球系来计量,碎片发出的光相对碎片的速度为c-v,而不是你设想的c。 |
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7:
在牛顿力学中,坐标系内符合矢量合成,坐标系间也具有矢量合成的形式。在相对论中,坐标系内符合矢量合成,坐标系间不具有矢量合成的形式。 思林,你说的矛盾是不存在的,无论在牛顿力学还是在相对论中都有合理的解释。这里的关键是,谈速度一定要分清是哪一坐标系内计量的速度,你用坐标系做速度的定语,一点点分析,就不会因为混淆而造成矛盾的结论! |
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[14楼]思林,这么多年我没来这个论坛,没想到你还是没想明白这个问题。 我将牛顿力学、相对论做个对比,再给你说明一下。 比如把地球系称为S系,碎片系称为S'系,碎片A向地球发出的一个光子为a。 在牛顿力学下,S系看到光子a的速度是V1=c,S系看到碎片A或碎片系的速度是V2=u,S系看到a相对碎片的速度为V3=c-u,因此有V1=V2+V3符合矢量合成法则。在牛顿力学下,碎片系S'看到光子a(相对于碎片)的速度是V4=c-u,因为在牛顿力学中,S'系看到的光相对碎片的速度V4等于S系看到的光相对碎片的速度V3,所以能够有V1=V2+V4,符合矢量合成法则。 而在相对轮下。S系看到光子a的速度是V1=c,S系看到碎片A或碎片系的速度是V2=u,S系看到a相对碎片的速度为V3=c-u,因此有V1=V2+V3符合矢量合成法则,且与牛顿力学的结论是完全相同的。在相对论中,碎片系S'看到光子a(相对于碎片)的速度是U4=c,这里就与牛顿力学不同,在相对论中,S'系看到的光相对碎片的速度U4不等于S系看到的光相对碎片的速度V3,所以V1、V2、U4不再符合矢量合成法则,不能写成V1=V2+U4或c=u+c。 另外,我新发了一个帖子“基于伽利略变换推演洛仑兹变换与质速方程”。根据这个帖子,相对论的结论与牛顿力学中的结论是能够相互转化的。在S'系,相对论得到的U4=c,转化到牛顿力学中就是V4=c-u【转换方程为V4=(1- u2/c2)U4/(1+U4u/c2)】。即,在S'系,同样是“光相对碎片的速度”,相对论得到的速度c就相当于牛顿力学得到的c-u,这就好比同一个人可以有两个不同的名字。 |
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最后问: 超新星爆发时的光速不遵从经典速度合成律吗?
※※※※※※ [silin007]是在思想丛林中维护正义(真理)打击邪恶(谬误)之最基本的观念方法理论等的终极总结者[思林终结者] |
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17:这个问题不能一概而论,什么情况下矢量合成法则成立,什么情况下不成立,15楼已经清晰的告诉你了,你看不明白?
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我再总结性地给你一个回答,对于“超新星爆发时的光速”(其实不仅仅适合这个问题): 1、在牛顿力学下思考问题,同一坐标系内的速度合成符合矢量合成法则。 2、在牛顿力学下思考问题,两个不同坐标系之间的速度合成(实质上是一种变换)符合矢量合成法则。 3、在相对论下思考问题,同一坐标系内的速度合成符合矢量合成法则。 4、在相对论下思考问题,两个不同坐标系之间的速度合成(实质上是一种变换)不符合矢量合成法则。 |
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公认说法:
======================== 播图一:超新星爆发示意图 ←●→(A)……………● …↓(B)………………◎ ======================== 从A点或B点向我们发射的光,速度是一样的。 即光速与发光物体本身的速度无关,无论光源速度多么大, 向我们发来的光的速度都是一样的。光速并不遵从经典的速度合成律。 ※※※※※※ 即别轻信人说的,也别坚信己学的,更别迷信书写的;只信亲眼能见的,而且亲手能算的,关键亲身能验的;科学事实 |
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思林,为帮助你理解,我换一种形式来讲相对论的速度合成。
先说一个好理解的例子,有两个物体A、B,你用你的计量工具得出A、B的重量分别是a斤、b斤,于是你可以直接使用加法得出:两个物体的总重量=(a+b)斤。现在由两个人来称量,你用你的计量工具称量A得出a斤,他用他的计量工具称量得出c斤,那么,你能否借用他的计量结果直接得出:两个物体的总重量=(a+c)斤呢?这就要分情况来分析。一种情况是,他的计量结果与你的计量结果是等效的,在这种情况下,“两个物体的总重量=(a+c)斤”就是成立的;另一种情况是,他的计量结果与你的计量结果是不等效的,在这种情况下,“两个物体的总重量=(a+c)斤”就不成立,原因就是,虽然你两人使用的计量单位都是“斤”,但是你的“斤”与他的“斤”是不等效的,你计算总重量的时候,就需要把他的计量结果做一个转换,然后再加,结果可能是这个样子:两个物体的总重量=(a+f(c))斤=(a+b)斤。 相似的道理,在牛顿力学中,对于完全相同的计量对象,比如光相对于碎片的速度,地球系计量的速度结果是c-u,碎片系计量的速度结果也是c-u,各系的计量结果是等效的,因此,虽然是不同系计量的速度,仍然可以用矢量合成法则来合成。而相对论则不同,对于光相对于碎片的速度,地球系计量的速度结果是c-u,而碎片系计量的速度结果是c,各系的计量结果是不等效的,合成的时候就不能再沿用矢量合成法则,而是必须做一个转换,根据15楼的分析就是:V1=V2+f(U4)=V2+(1-u^2/c^2)U4/(1+U4u/c^2)=u+(1-u^2/c^2)c/(1+cu/c^2)=c。 |
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[5楼] 作者:silin007 发表时间: 2008/02/28 06:21 思考问题应给合实例才能思考明白! ※※※※※※ [silin007]是在思想丛林中维护正义(真理)打击邪恶(谬误)之最基本的观念方法理论等的终极总结者[思林终结者] |
| 楼主一派胡言,是因为未读懂相对论的不通,足见是一无知的应声虫。 |
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话题的解答
首先、在给解答话题的之前,思林先真诚的谢谢大家的关注与无论是何居心的质问! 其次、思林认为有必要回答“书上写了吗”的问题:书上虽没写但不等于书中没有。 再次、大家找不到并不奇怪,因为大家若都找到了的话?也就没必要再争论不休了。 最后、为了能够心平气和的交换意见,思林希望大家应就事论事、而不应无是生非。 题要 这个“速度合成公式”应该是爱因斯坦相对论的光速不变原理的最基本的数学方程。 这个方程是从爱因斯坦狭义相对论的最基本的主要思想中,实事求是的分析出来的。 这个分析过程是依据爱因斯坦在其《狭义与广义相对论浅说》中的有关内容的原意。 这个有关内容的原意就是爱因斯坦自己对其《光速不变性》的全面系统完整的表述。 分析 首先是因为 爱因斯坦在其《浅说》第6节(经典力学中所用的速度相加定理)中问的: 假设我们的旧相识,火车车厢,在铁轨上以恒定速度u行驶; 并假设有一个人在车厢里沿着车厢行驶的方向以速度w从车厢一头走到另一头。 那么在这个过程中,对于路基而言,这个人向前走得有多快呢? 思林认为: 大家不仅都能回答,而且都知道公式,最关键的都确认疑问。 并可答为:对于路基而言,这个人向前走得速度满足(W=v+w)经典速度合成定律。 其次是所以 爱因斯坦在其《浅说》第7节(光的传播定律与相对性原理的表面抵触)中说: 在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了,学校里的每个儿童都知道,或者相信他知道,光在真空中沿直线以速度c=300,000公里/秒传播。……总之,我们可以假定关于光在真空中的速度= c是恒定的这一简单的定律。已有充分的理由为学校里的儿童所确信。谁会想到这个简单的定律竞会使思想周密的物理学家陷入智力上的极大的困难呢?让我们来看看这些困难是怎样产生的。 当然我们必须参照一个坐标系来描述光的传播过程。我们再次选取我们的路基作为这种参考系。如果沿着路基发出一道光线,根据上面的论述我们可以看到,这道光线的前端将相对于路基以速度c传播,现在我们假定我们的车厢仍然以速度u在路轨上行驶,其方向与光线的方向同。我们来研究一下这光线相对于车厢的传播速度问题。显然我们在这里可以应用前一节的推论,因为光线在这里就充当了相对于车厢走动的人。人相对于路基的速度W在这里由光相对于路基的速度c代替。W是所求的光相对于车厢的速度。我们得到: W=c-u 于是光线相对于车厢的传播速度就出现了小于的情况。 但是这个结果是与相对性原理相抵触的。因为,根据相对性原理,真空中光的传播定律,就象所有其他普遍的自然界定律一样,不论以车厢作为参考物体还是以路轨作为参考物体,都必须是一样的。但是,从我们前面的论述看来,这一点似乎是不可能成立的。如果所有的光线相对于路基都以速度c传播,那么由于这个理由似乎光相对于车厢的传播就必然服从另一定律——这是一个与相对性原理相抵触的结果。 思林认为:爱因斯坦在此假定的光在真空中的速度= c是恒定的公式应该是c±u≡c! 换句话说:相对于运动参照系(车厢)光速不满足(c±u≠c)经典速度合成定律。 再次是因此 爱因斯坦在其《浅说》第11节(洛伦兹变换)中说:、 在第6节的讨论中,我们既要相对于火车又要相对于路基来谈地点和时间,如果我们已知一事件相对于铁路路基的地点和时间,如何求出该事件相对于火车的地点和时间呢?对于这个问题能否想出能使真空中光的传播定律与相对性原理不相抵触的解答,换言之:我们能否设想,在各个事件相对于一个参考物体的地点和时间与各该事件相对于另一个参考物体的地点和时间之间存在着这样一种关系,使得每一条光线无论相对于路基还是相对于火车,它的传播速度都是c呢?这个问题获得了一个十分明确的肯定解答,并且导致了用来把一个事件的空一时量值从一个参考物体变换到另一个参考物体的一个十分明确的变换定律。 显然我们面临的问题可以精确地表述如下,若一事件相对于K的x,y,z,t诸量值为何?在选定关系式时,无论是相对于K或是相对于K’,对于同一条光线而言、当然对于每一条光线都必须如此,真空中光的传播定律必须被满足。 若这两个坐标系在空间中的相对取向为X,这个问题就可以由下列方程组解出: x'=(x-vt)/(1-v^2/c^2)^1/2 y'= y z'= z t'=(t-vx/ c^2 )/(1-v^2/c^2)^1/2 这个方程组称为“洛伦兹变换”。 如果我们不根据光的传播定律,而根据旧力学中所隐含的时间和长度具有绝对性的假定,那么我们所得到的就不会是上述方程组,而是如下的方程组: x'= x-vt y'= y z'= z t'= t 这个方程组称为“伽利略变换”,在洛伦兹变换方程中,我们如以无穷大值代换光速c,就可以得到伽利略变换方程。 按照洛伦兹变换,无论对于参考物体K还是对于参考物体K’,真空中光的传播定律都是被满足的。例如沿着正x轴发出一个光信号,这个光的传播按照下列方程前进 x = ct 即以速度c前进。按照洛伦兹变换方程,x和t之间有了这个简单的关系,则在x’和t’之间当然也存在着一个相应的关系,事实也正是如此:把x的值ct代入洛伦兹变换的第一个和第四个方程中,我们就得到: x'=(c-v)t/(1-v^2/c^2)^1/2 t'=(1-v/c)t / c^2)/(1-v^2/c^2)^1/2 这两方程相除,即直接得出下式: x′=ct′ 即参照坐标系K’,光的传播应当按照此方程式进行,由此我们看到,光相对于参考物体K’的传播速度同样也是等于c。对于沿着任何其他方向传播的光线我们也得到同样的结果。当然,这一点是不足为奇的,因为洛伦兹变换方程就是依据这个观点推导出来的。 思林认为:爱因斯坦在此得出的x′=ct′公式就是大家都设找的c±u≡c公式另一种表述。 简而证之:己知x′=x±⊿x,因上式可用x′/t′=c,则有x/ t′±⊿x/ t′= c±u≡c! 最后是证据 爱因斯坦在其《浅说》附录(洛伦兹变换的简单推导)中说: [补充第11节]设两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴发生的事件。任何一个这样的事件,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。 沿着正x轴前进的一个光信号按照方程x = ct(1)传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K’传播,因此相对于坐标系K’的传播将由类似的公式 x′- ct′= 0(2)表示。 思林认为:爱因斯坦在此就用的是在x轴上的光速不变假设(c±u≡c)推导出的洛伦兹变换。 综上所述:不知思林做出的分析合理与否?与给出的证据成立与否?及付出的劳力值得与否? ※※※※※※ 即别轻信人说的,也别坚信己学的,更别迷信书写的;只信亲眼能见的,而且亲手能算的,关键亲身能验的;科学事实 |