财经社区女性社区汽车社区军事社区文学社区社会社区娱乐社区游戏社区个人空间
上一主题:刘武青旋转光笔实验的结论极其草率 下一主题:由向心力验证等效原理
不知是笔误还是个“低级错误”?
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2003/09/23 15:59
点击:278次

读帖时,帖子不存在
本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-36134.html[复制地址]
上一主题:刘武青旋转光笔实验的结论极其草率 下一主题:由向心力验证等效原理
 [2楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/23 16:48 

回复:阁下才在犯低级错误啊!出东西之前先自我挑战一下吧!

还是先读一段书:


如果一个观察者相对于无穷远处频率为f的光源以速度v运动,
设“光源—观察者”间的联线与观察者(在与光源相对静止的坐标系中)
的速度方向之间的夹角为φ,则观察者接收到的光频率f'由下列方程确定:
f'= f[(1-cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)]
这就是对任何速度都成立的多普勒原理.
当φ=0,这方程具有以下明晰的形式:
f'= f √[(1-v/c)/(1+v/c)]
我们看到,与通常的观点不同,当v=-c时,f'=∞.

[[当v取正值时对应着红移,因此v取正值是光源与观察者相互远离]]

引自:
《相对论原理》 (狭义相对论和广义相对论经典论文集) ,
A.爱因斯坦等 , 1980年2月第1版 , 第49页,(超星下载)


如果假设爱氏的推导过程无误,那么这里似乎有个“初级错误”:
当v=-c时,f'=∞ ?
“当v=-c时”的物理意义是:
当v的大小等于c,且v方向与c相反时,即是“远离”的情况,
(观察者与光源相互远离)
都知道在这种情况下,应该是f'=0,怎么会有:f'=∞ 呢?


而且现在教科书上给出的公式是:
f'= f √[(1+v/c)/(1-v/c)]
这与爱氏给出的公式符号是相反的,是爱氏的推导错了一个符号吗?

[[这个公式可以看出v取正值是蓝移,因此v取正值光源与观察者相互接近。]]

[[这种不一致算不上什么错误,只是公式不是上下文独立的而已。而且有物理常识的人一看用的哪一个式子就知道v的符号是怎么规定的。阁下真是吹毛求疵啊!]]

=======================================================

还有一个问题:
f'= lim (当v-->±c时) f[(1-v/c) / √(1-vv/cc)] =0
(0/0型,可用洛比达法则求得)

[[当v-->-c时,不是0/0型而是2/0啊!您才在犯低级错误呀!]]

可是经过恒等变换后有:
f'= lim (当v--> +c时) f √[(1-v/c)/(1+v/c)] = 0
f'= lim (当v--> -c时) f √[(1-v/c)/(1+v/c)] = ∞


怎么经过恒等变换后的两个公式的极限却发生了变化呢?
应该以那个公式的极限为准呢?
按说应该以变换前的公式的极限:
f'= lim (当v-->±c时) f[(1-v/c) / √(1-vv/cc)] =0
为准比较可靠一些?
因为这里经过了“根式变换”,虽然看上去属于恒等变换,
可是这个“根式变换”也常会出现一些符号的问题?
可是问题出在哪里呢?我看不太出来,还请各位指点,
总不会是“洛比达法则”有问题吧?

 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/09/23 17:17 

读帖时,帖子不存在
 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/09/23 17:25 

还是先读一段书:


如果一个观察者相对于无穷远处频率为f的光源以速度v运动,
设“光源—观察者”间的联线与观察者(在与光源相对静止的坐标系中)
的速度方向之间的夹角为φ,则观察者接收到的光频率f'由下列方程确定:
f'= f[(1-cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)]
这就是对任何速度都成立的多普勒原理.
当φ=0,这方程具有以下明晰的形式:
f'= f √[(1-v/c)/(1+v/c)]
我们看到,与通常的观点不同,当v=-c时,f'=∞.

【【【【【当观察者以光速远离光源时,其实φ=180度,cosφ=-1,v=c。上面公式中,速度v始终是一个正数,速度方向与正负号由cosφ决定。】】】】


[楼主]  [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/24 01:50 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/24 01:53 

结果是一样的,问题依然存在?

你说的结果和我说的一样,远离的情况cosφ=-1,v=c是:
f'= f{[1-(-1)*v/c] / √(1-vv/cc)}
=f[(1+v/c) / √(1-vv/cc)]
=f √[(1+v/c)/(1-v/c)]
=f √[2/0]
= ∞
这是频率紫移吧?不是红移?
可“远离”的情况cosφ=-1,v=c时,应该是频率红移(f=0)呀?
怎么回事,是我晕了?


现在教科书上给出的公式是:
f'= f √[(1+v/c)/(1-v/c)]
当v=-c时是:
f'= f √0/2 =0
这是对的,可怎么会与爱氏的推导差着一个符号呢?
是否由爱氏的推导得不出教材上说的:
f'= f √[(1+v/c)/(1-v/c)],
而只能得到:
f'= f √[(1-v/c)/(1+v/c)] ???
这可有点不对了吧?

-------------------------------------------
另外,
如果假设远离时:cosφ=-1,v=-c
则:
f'= f{[1-(-1)*(-v)/c] / √(1-vv/cc)}
=f[(1-v/c) / √(1-vv/cc)]=0

可是当接近时:cosφ=1,v=c
f'= f{[1-(+1)*(+v)/c] / √(1-vv/cc)}
=f[(1-v/c) / √(1-vv/cc)]=0
两种情况的洛比达极限结果相等,这也不可能?

 [7楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/24 09:53 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [8楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/24 11:35 

对这个初级问题也不能马虎?
我认为这并不是很复杂嘛, 好象是个初级问题?还要看上下文吗? 下式中分子的符号肯定是错了: f'= f[(1-cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)] 应该是: f'= f[(1+cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)] 才能化简成: f'= f[(1+v/c)/(1-v/c)] 这样当v=-c时有(远离): f'= f[(1+v/c)/(1-v/c)]=0, 这是现在任何一本教材上给出的公式呀,不是我看的那本教材的问题吧? 如果说是印刷错误的话,那就是连续两次印刷错误, 一个错误是1+v/c的符号错印成了1-v/c, 然后又把v=c错印成v= -c? 这种可能性似乎不大? 那就可能是爱氏的推导中出了问题, 总之对于爱氏给出的下式: f'= f[(1-cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)] 当v=-c时(远离),f'=∞(紫移)显然是个初级错误? 那么承认下面这个公式的正确性有何意义呢: f'= f[(1+cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)] 这样在纵向的情况下有: f'= f[(1+v/c) / √(1-vv/cc)] 当v接近c,v=c“接近”时有: f'≈ f[ 2 / √(1-vv/cc)]= f / √(1-vv/cc) 由于不是0/0不定型求极限的问题,所以更简单明了一些, 即在此情况下:频率膨胀,周期收缩: f'= f / √(1-vv/cc) T'= T * √(1-vv/cc) (注意这是观察者运动的情况,所以固有周期是T,观察周期是T') 至于横向多普勒的情况在匀速直线运动中只有一瞬间满足“横向”的要求, 即当φ=90度时的一瞬间有: f'= f / √(1-vv/cc) 而圆周运动是加速运动,并不一定适用于多普勒的情况? 多普勒效应是对匀速运动而言的吧?不是对变速(方向改变)运动而言的? 或许光多普勒公式也适用于加速运动?不会吧?
 [9楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/24 11:55 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [10楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/24 12:19 

读帖时,帖子不存在
 [11楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/24 14:21 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [12楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/24 14:50 

读帖时,帖子不存在
 [13楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/24 15:48 

回复:回到原文

<font color=#ff0000>您最先写道:</font>

还是先读一段书:

如果一个观察者相对于无穷远处频率为f的光源以速度v运动,
设“光源—观察者”间的联线与观察者(在与光源相对静止的坐标系中)
的速度方向之间的夹角为φ,则观察者接收到的光频率f'由下列方程确定:
f'= f[(1-cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)]
这就是对任何速度都成立的多普勒原理.
当φ=0,这方程具有以下明晰的形式:
f'= f √[(1-v/c)/(1+v/c)]
我们看到,与通常的观点不同,当v=-c时,f'=∞.


引自:
《相对论原理》 (狭义相对论和广义相对论经典论文集) ,
A.爱因斯坦等 , 1980年2月第1版 , 第49页,(超星下载)

<font color=#ff0000>从几何上讲,“光源-观察者联线”应理解为从光源到观察者的射线,也就是说观察者相对于光源的速度v与光线的夹角φ是以这条射线为角度的起始边的。φ=0时,就是说速度v是沿着射线方向,也就是远离光源的,对应着蓝移,哪有错啊?您说-v的含义是什么呢?是朝向光源运动,速率为v?如果是这样,那公式中的φ=180度,cosφ=-1,公式中的v是速率,得用正值。没有矛盾啊!</font>

[楼主]  [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/24 17:29 

读帖时,帖子不存在
 [15楼]  作者:清华小猪  发表时间: 2003/09/24 17:49 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [16楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/09/24 22:44 

读帖时,帖子不存在

精彩推荐>>

  简捷回复 [点此进入编辑器回帖页]  文明上网 理性发言
 推荐到西陆名言:
签  名:
作  者:
密  码:
游客来访 
注册用户 提 交
西陆网(www.xilu.com )版权所有 点击拥有西陆免费论坛  联系西陆小精灵

0.18815183639526