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牛顿力学和相对论的分歧点开始于速度合成。
第三章 从经典的速度合成到光速不变 光学现象中的疑难 上一章的核心问题是速度合成规律,它是经典力学的重要规律之一。这一章我们来讨论,当从经典力学发展到相对论时,速度合成这个概念应有怎样的发展。 首先我们要指出,经典速度合成规律的正确性是有限度的。 现在,我们用速度合成公式来分析一下有关光的传播现象。根据光学知识,我们知道,我们之所以能看到某个物体,那是由于该物体发出的光(或者它反射的光)传到了我们的眼睛里。不发光、不反射也不吸收光的东西,是不能被看到的。 下图表示K及K’两个人在玩投球运动。K投球.K'接球。K'看到球是由于球发出的(或反射的)光到达了K'。当球在K手中静止时,如果球发出(或反射)的光的速度是C,而K与K'的距离是d,则K'看到K即将投球的时刻要比K本身即将投球的时刻晚Δt=d/c。 当K刚刚将球投出去时。球速为u。如果光的运动也和运动员投掷标枪一样,满足经典力学的速度合成律,那么,这时球发出的光的速度应当大一点。是c+u。因而,K'看到球刚刚从K手中投出的时间要比K作这个动作的时间晚Δt'= d/(c+u)。 比较Δt和Δt',就会发现,由于C十u>c,故有Δt'<Δt。意思是说,K'会先看到K已将球投出,随后才看到K即将投球。更形象地说,K'将先看到球飞出,而后才看到K的投球动作!这就是把前述速度合成公式应用到光传播问题上得到的一个混乱结果,它使我们先看到后发生的事,后看到先发生的事。然而,这种颠倒先后的怪现象谁也没有看到过。这就证明,光速并不满足速度合成公式! 有人会说,光速是很大的,因而Δt及Δt'实际上都近于零。所以即使Δt'<Δt,也是觉察不到的。的确,在日常生活中涉及的速度与光速相比都是很小的,把光速看成无限大上述矛盾就没有了。但是,在天体的大尺度上,光速不能被认为是无限大的,光传播中的矛盾就不可能避免。下面就是一个真实的例子。 ※※※※※※ 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 |
| 宇宙是由物质点和空间构成,没有第三种与之并存的东西,一切物理现象都是我们对物质点在空间中运动的一种描述,没有观察者,运动和静止状态都不确定,宇宙给我们的景象如同照相机的一个定格镜头,意识到这一点,当今世界是没有几个人。 |