|
很多人都有c=c-v这样的疑惑,要想解开这个疙瘩,需要明确几个概念的内涵。
路基系测量的速度:是以路基系的坐标、时钟和计量方法来计量的结果。 火车系测量的速度:是以火车系的坐标、时钟和计量方法来计量的结果。
在分清这两点的基础上,我们来分析一个常用的例子。在路基系测量:火车相对路基以速度v运动,火车上的物体A相对路基系以速度W运动,(火车上的)物体A相对火车以速度w运动。在火车系测量:物体A相对火车以速度w'运动。我们再具体一点:
路基系火车速度v:是指以路基系的坐标、时钟和计量方法来计量的,火车相对路基的速度。 路基系物体A速度W:是指以路基系的坐标、时钟和计量方法来计量的,物体A相对路基的速度。 路基系物体A相对火车速度w:是指以路基系的坐标、时钟和计量方法来计量的,路基系物体A速度W与路基系火车速度v的矢量差。 火车系物体A速度w':是指以火车系的坐标、时钟和计量方法来计量的,物体A相对火车的速度。
分析以上物理量,v、w、W是同一坐标系内的测量结果,W=v+w是一种规定,对于牛顿力学和相对论都适用。
问题的关键是要区分w'与w之间的关系,虽然都是"物体A相对火车的速度",但是,这是两个不同坐标系内的测量结果,一个是火车系,另一个是路基系。
在牛顿时空体系下,w'与w的计量结果是相同的,因此有:W=v+w',满足矢量合成法则。我们需要注意的是,虽然W=v+w'与W=v+w相同,但表达的内涵是不同的,前者表达的是坐标系间的速度变换,后者表达的是坐标系内的速度合成。然而,由于w'与w的计量结果是相同的,我们很容易把这两个物理量视为同一物理量,把两个表达式视为同一表达式,从而混淆了内涵和区别。
在相对时空体系下,w'与w的计量结果是不同的。因此,W=v+w成立,而W=v+w'不再成立。也就是说,在相对论中,同坐标系内测量的速度仍然使用矢量合成法则计算,但不同坐标系间的速度变换则不再满足矢量合成法则。
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) |
