这涉及一个基本概念:一个动点的位移和两个动点的间距 惯性系的问题我已经说的挺清楚了,
等你冷静下来再说吧,
尺缩的问题转贴一篇看看吧,看来我们都挺固执的?
争论归争论,暂时个持己见吧?
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这涉及一个基本概念:一个动点的位移和两个动点的间距
Posted by 土豆 (61.159.196.205) on 2002-08-25 14:32:46:
In Reply to: 我不知道你是如何理解的。莫非你认为在∑上在同一时刻 posted by IMSL on 2002-08-25 08:46:11:
关键是:
对于洛伦兹变换:
x'=(x-vt)/sqr(1-vv/cc)
中的x1、x2、...xn,
指的都是[同一个]粒子的位置坐标,
(对应不同时刻的位置坐标)
所以x2-x1是[同一个]运动粒子的“位移”,
而不是[两个]运动粒子之间的“距离”,
位移x2-x1---对应一个时间间隔t2-t1,
距离X2-X1---对应一个时刻t,
不过以前使用过一种K系中的“测动尺长法”:相对位移法,
记录下动尺的首a和尾b分别经过K系中同一点Xo的时间:ta和tb,
那么由于位移的相对性,可以认为是Xo点的位移x2-x1=所测尺长X2-X1:
x2-x1=v(tb-ta),
这种测量方法就是用的:相对位移量x2-x1 = 两点间距X2-X1,
但tb-ta不能为零,
否则就不能直接使用位移x2-x1来计算两点间距X2-X1了,
但是现在的教科书中一般都不用此方法,不知何故?
不管怎么说吧,先把[一个]点的位移和[两个]点的间距搞清楚,
就不会出现“乱套”公式的情况了?
如果一定要套用洛伦兹公式,即使能得到一个“缩”的公式,
那也是尺上某点a或b的“位移收缩”公式,
总之,
对于[一个]点a的情况:
其[位移]可由下式确定:
x2-x1=γ[(x2'-x1')+(t2'-t1')v]
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对于[两个]点a、b的情况:
其[间距]可由下式确定:
X2-X1= lo+(xb2-xb1)-(xa2-xa1)
=lo+ γ[(xb2'-xb1')+(tb2'-tb1')v]- γ[(xa2'-xa1')+(ta2'-ta1')v]
=lo+ γ[(tb2'-tb1')v]- γ[(ta2'-ta1')v]
=lo+ γ[(tb2'-tb1')- (ta2'-ta1')]v
如果在K'系中,具有“同时性”,
那么a、b两点的计时是同时开始,同时结束的:
即:tb1'=ta1',tb2'=ta2',
所以结果是:
X2-X1=lo,
如果考虑到在K系中的“不同时性”就有:
X2-X1= lo+(xb2-xb1)-(xa2-xa1)
=lo+ [(tb2-tb1)- (ta2-ta1)]v
=lo+(△tb-△ta)v= lo+v△t,
要使X2-X1小于“固有长度”lo,
就只有△tb小于△ta,由于在K系中的时间是均匀的,
所以只有从a、b两点不同时出发考虑,
即涉及到在K'系中的a和b,在K系看来:能否同时出发和同时结束计时了,
这是另一回事了,
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以下不看也罢,除非确实认真此道:
如果两个粒子a和b的[位移量]xa2-xa1和xb2-xb1不同,
那么它们的间距X2-X1就要发生变化:
X2-X1= lo+(xb2-xb1)-(xa2-xa1),
(lo是两点的初始间距,也叫“固有长度”)
如果它们的[位移量]相同:xb2-xb1=xa2-xa1,
则:X2-X1=lo,
要使X2-X1小于lo,则必须:(xb2-xb1)小于(xa2-xa1),
可是a、b两点的速度相同:Va=Vb=v,
所以运动中的a、b没有出现位移量的不同,
位移服从如下运动学规律(匀速情况下):
(而距离则与时间无关,如果两点的速度v相同的话)
x2-x1=v(t2-t1),
即在相同的时间间隔t2-t1内,
xb2-xb1=Vb(t2-t1),
xa2-xa1=Va(t2-t1),
如果(xb2-xb1)小于(xa2-xa1),
则a、b两点的速度必然不同:
Vb小于Va,
但实际的假设是Vb=Va=v,
所以只有时间间隔t2-t1不同了,或说是出发时间不同,
由于a和b的位置不同,所以在K系看,它们不是同时出发的,
可以从这方面想想办法,
比如b点的位移如果是:
xb2-xb1=v(t2-t1),
那么a点的位移是:
xa2-xa1=v[(t2-t1)+△t],
这涉及到在K'系中的a和b,在K系看来:
能否同时出发和同时结束计时了,
比较复杂了,
总之:
不能把两个点的[距离]X2-X1与同一个点的[位移]x2-x1搞混淆了?
x2-x1=v(t2-t1)
X2-X1= lo+(xb2-xb1)-(xa2-xa1) = lo+v(t2-t1)-v[(t2-t1)+△t]= lo-v△t,
先简单分析一下吧:
如果在K系看,可以同时停止计时,那么可以算算它们出发的时间差:
假设a点在K'的原点处,出发时间是ta,两原点O和O'重合时,开始计时,
则:t=t'=ta=0,
b点在(-x')上,当它的|位移量|=a和b的间距时,才开始计时:tb=0,
即当:|x2'-x1'|=|Xa'-Xb'|=|0-Xb'|= lo 时,tb=0,
△t=(x2'-x1')(v/cc)/sqr(1-vv/cc),
= -Xb'(v/cc)/sqr(1-vv/cc)
那么:
X2-X1=lo-v△t
=lo + v*lo(v/cc)/sqr(1-vv/cc)
=lo[1 + vv/cc*sqr(1-vv/cc)],
不过这似乎是“尺胀”?不是“尺缩”?
即使能得到“尺缩”,缩法也很不一样了,
如果不能同时停止计时,那就更复杂了,
以后有必要的话再说了,
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另外,
再附带分析一下某点a相对K'系的速度w的问题,
设:有一点a,其相对K系的速度=u,相对K'系的速度=w,
K'相对K的速度=v,
则有:
w=△x'/△t'
= (△x-v△t)/(△t-v△x/cc)
=(u-v)/(1-vu/cc)
这就是相对论的“速度变换公式”,
对于K'系中的“静尺”上任意点有:w=0,
即:u=v,
条件是:△t'≠0 和 △t≠0,
如果出现:△t'=0 ,△x'≠0 或 △t=0,△x≠0 的情况,
就会破坏:w=0,u=v 的前提假设,
使得其中的w、v、u 都失去意义,
当然这是对[一个]点---a而言的,
对于两个点a、b的情况,其间距可由下式确定:
X2-X1= lo+(xb2-xb1)-(xa2-xa1) = lo+v(△tb-△ta)= lo+v△t,
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