| 光速不变原理说：测量到的光速，和光源的运动状态无关。这里我有个疑问，见如下理想实验： 惯性系K内部的观察者k位于K系原点。观察飞速运动的火车K'内部的光束。K系中存在一排和火车运动方向平行的光敏接收器，火车顶部存在一排反光镜，火车底部挖空，直接看得到K系的那排光敏接收器。火车上某发光源在经过K系原点的时候，向垂直于其运动方向（向上）发射一束光波（激光），经过反光镜的反射，最后被光敏接收器接收。请问：接收到光信号的那个接收器，是否和K系原点重合？还是位于K系原点旁边？换一种说法就是：火车上发射的垂直于x'轴的光束，在K系观察，是否还是和x轴垂直？该如何理解其答案？ guojia |
| 在火车中光的四维波矢是(w,0,w,0)/c. 按照四维矢量的变换关系: x0 = gamma( x0'+ beta x1') x1 = gamma( x1'+ beta x0') x2 = x2', x3 = x3' 其中, x0 = ct, (x1,x2,x3) = (x,y,z), gamma = 1/sqrt(1-v^2/c^2), beta = v/c 变换后的波矢是(gamma*w, gamma*beta*w,w,0)/c, 可见在x方向波矢分量不为零,光线不再沿着y方向. 同时光的频率变成 gamma*w. 这是横向多普勒效应, 通过对卫星发射,反射的电磁波的观测,横向多普勒效应早就得到了实验验证. |