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源位不变定理
[楼主] 作者:541218  发表时间:2008/02/28 12:22
点击:319次

你们以为光线是来自光源的实际位置吗?即现在的位置,或曰当观察者刚刚接收到光信号时,光源所在的位置。望远镜的镜筒应该指向光源的实际位置(即现时位置)吗?应该是sinθ=u/c;而绝不是tanθ=u/c

你们可以想象一下夜空的飞机所发出的闪光信号,是来自闪光信号诞生的位置,还是来自当山光信号抵达地面观察者时飞机所到达的新位置即现时位置!
现在再把飞机选作参照物,即视为静止的,则地面观察者就是相对于飞机在向后运动,你说你所观察到的光线是指向飞机发出闪光时与观察者的相对位置,还是指向当观察者接收到光信号时飞机与观察者的相对位置?
同理,随着地球与恒星之间的相对运动,所观察到的光线是来自发出光信号时恒星与地球的相对位置!即望远镜的镜筒应该指向发出光信号时恒星与地球的相对位置!这束光信号所跑过的路程也是发出光信号时光源与观察者之间的距离!而绝不是观察者接收到光信号时光源与观察者之间的距离。这仍然以夜空飞机所发出的闪光信号为例,光信号所跑过的路程显然是飞机发出该束闪光信号时,飞机所在位置与地面观察者之间的连线,而绝不是当光信号抵达地面时,飞机所到达的新位置与地面观察者之间的连线。由于运动的相对性,光行参照系选择的任意性,我们即使选择光远为参照物,也决不会改

变光线所经历的客观路径!即光线在客观上究竟走那一条路经,与参照系的选择无关!

 

因为飞机(光源)究竟是否离开了它向你发出闪光的那个(相对于你的)位置,这是取决于你与该发光体(飞机)是否处于同一个惯性参照系的问题;因为运动是相对的, 即必须指出谁相对于谁,在谈论它们之间是否存在着相对运动才有确定的意义!至于“位置”也是相对的!不处于同一个惯性系,但却完全可以处于同一个坐标系,如流动坐标与静止的原点就是同处于一个坐标系,只不过它们的相对位置是在变动着,发光体与观察者之间的相对位置是否在变动着,就看观察者与发光体是否处于同一个惯性系?但发光体与观察者的相对位置并不等同于发出某束光时该发光体与某观察者只见的相对位置,即某束闪光的诞生地与某观察者的相对位置是亘古不变的!也就是说发光体在发出某束闪光时与某观察者的相对位置是亘古不变的!因为某发光体与某观察者的相对位置是时间的单值函数,即一一对应的关系!对于制定的某一时刻,就只有一个确定的对应点——即某发光体与某观察者之间的相对位置(相对距离与相对方位)对于某一个时刻只能对应于唯一确定的坐标!也就说不管发光体随着时间的推移,其与该观察者的相对位置可以发生连续的变化,但该发光体在发出某束闪光时所在的相对于该观察者的位置是一成不变的!即唯一的!这就是因为某发光体与某观察者的相对位置是时间的单值函数,即一一对应的关系!因为闪光时在瞬间完成的,即对应于时间坐标上的一个点,在某一个时刻某发光体的相对于某观察者位置也就是唯一的!所以某发光体与某观察者可以有许多的相对位置,但对于某束闪光的诞生地与某观察者的相对位置就只能有一个!该束闪光也就只能从它诞生时就开始从它的诞生地向某观察者已恒定的速度匀速飞行。这与发光体以后情况无关!某发光体与某观察者之间的相对位置可以发生变化,也可以不发生变化。但该束闪光与该观察者之间的相对位置却只能是唯一的确定值!很显然某发光体可以长时间存在着既可以对应着许多的时间点; 也可以短暂地存在,但某束闪光的诞生只能是短暂的现象!即只能对应一个时间点。所以也就只能对应着唯一的相对位置(距离与相对方位)。罗嗦了一大堆,就是要强调指出:源位(某束闪光诞生的相对位置)是唯一的,即一成不变的;或简称作:“源位不变定理”。

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