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:如果有人在《纽约时报》刊登以下... 下一主题:加拿大最新研究表明黑洞万有引力...
光的困惑(十一,十二)
[楼主] 作者:maxceramic  发表时间:2015/01/23 13:16
点击:1811次

最早的光速不变。

1895年洛仑兹提出了更为精确的长度收缩公式,顺手把时间也调慢了一点。

十二 

光速不变吗?爱好物理的人都在思考这个问题。如果光速不变,那么作为光的传播媒介的以太还有必要存在么? 以太究竟是什么?跟据当时的以太学说:以太是一种刚性的粒子,十分地坚硬,比最硬的物质金刚石还要硬上不知多少倍。同时又是如此稀薄,以致物质在穿过它们时 几乎完全不受到任何阻力,“就像风穿过一小片丛林”(托马斯?杨语)。然而事实是从来就没有任何人能够看到或者摸到这种“以太”,也没有实验测定到它的存在。星光穿越几亿亿公里的以太来到地球 ,然而这些坚硬无比的以太却不能阻挡任何一颗行星或者彗星的运动,哪怕是最微小的灰尘也不行! 因此许多科学家怀疑以太的存在。 

一晃10年过去了。光速不变的概念已经畅行了10年。这10年依然有许多科学家继续寻找以太。但是有一天,一个天才科学家站出来了说既然光速不变,作为静止系的以太就没有必要存在。他就是爱因斯坦。

1905年他在一次跟朋友聊天后悟出了天机,之后便发表了相对论。也就是现在的狭义相对论。狭义相对论基于两个假设:1.物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式(参考系平权)2.在所有的惯性系中,光在真空中的传播速度中具有相同的值C。(光速不变)依然采用洛仑兹对光速不变的解释。

爱因斯坦为我们描述了这样的一个宇宙。宇宙中所有的惯性运动都是等价的,大到星际天体,小到微观基本粒子。一束光从星空中划过,所有的运动个体都以这束光作为绝对参考,自动调整空间长短,时间快慢。以便从它的角度看,这束光的速度正好为299792457.4米每秒。并随时监视自己运动状态,一旦运动状态有所改变,即时根据改变作出精确调整。

根据相对论理论,只要你的宇宙飞船够快,你就能在1年的时间内到达距离100光年远的星系。咋一看,这飞船的速度超过光速100倍呀?相对论是这样解释的。从地球上看,宇宙飞船飞行时间超过100年,是飞船上的时间变慢了,只经过1年的时间。从快速飞行的宇宙飞船上看,是空间距离变短了,100光年的距离缩短,小于1光年的距离。所以不管从地球上看,还是从飞船上看,飞船的速度都没有超过光速。当然,当飞船到达减速停下来,从飞船上看,空间距离自动调整,伸长,又变回了100光年的距离

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-402142.html[复制地址]
上一主题:如果有人在《纽约时报》刊登以下... 下一主题:加拿大最新研究表明黑洞万有引力...
 [2楼]  作者:tyger01  发表时间: 2015/01/25 06:29 

相对论的光速不变原理与迈莫实验的光速不变现象及麦克思韦的光在真空中的速度恒定不变并不是相同的概念。

我们平时说的光速不变一共包括了三个基本含义。
1、真空中的光速不变(麦克思韦、高斯理论)
2、"光速不变"现象(迈-莫实验结论,这是一个错误结果)
3、光速不变原理

其中的3、光速不变原理又分两个不同的解释。
一个是经典物理学以洛伦兹为中心的绝对时空捍卫者为解释绝对时空而作的对迈-莫实验现象的解释。
另一个是以爱因斯坦为代表的相对论支持者在承认人们证明以太存在的实验失败后用光代替以太的理由。

因此你上面对洛伦兹变换的解释不完全准确。

 

在此我把洛伦兹变换再解释一下:

在洛伦兹变换的解释中比较复杂,我把解释简化一下:

上图中A是相对O以速度v运动的系统,B是A系统上的一点。注意相对速度是相同的,A看O的速度是v,O看A的速度也一定是v。

在A与O重合的同时(注意这里的同时是绝对同时,洛伦兹不承认时间的相对性)。一光子由A射向B,在A上观测到的光子路径是ct',在O上观测到的光子路径是ct,并且在t时间内A移动了vt的距离。

三个长度的关系是色股定理,即:(ct')²+(vt)²=(ct)²

解出t'就得到了:t'=t√(1-v²/c²), 这就是t'(即上文中的T(S))与t(即上文中的T)之间的关系式。

那么这个公式的含义是什么呢?从图上可以看到,无论v是多少,受v影响的只是ct,ct'不会因为O相对它的任何速度受任何影响。也就是说,A上的时间是绝对时间,O上观测到的结果则是因为A相对O有一定的速度造成的观测误差。

这就像我们观测远处的人会变小一样,不是人真的变小了,是因为距离造成的观测结果的变化。要想把观测结果换算成真实结果,就必须通过公式中的变换因子来进行变换。这是洛伦兹变换的意义。而在相对论中,因为是以光速为参考,因此一切观测结果都是真实结果,所以就变成了,运动系统上的时间变慢了的相对性解释。

 这就像一个螺丝和螺母,我们可以说是螺母小了,也可以说是螺丝大了。

 、相对论中以光作为基本参照物,因此一切理论结论都与观测结果吻合,也就是以看到的为真实,理论计算的就说成是变化了的相对性现象。

 

我们考虑与光有关的问题时必须承认一个事实,我们看不到光的路径。我们的眼睛或仪器都不能接收到没有射入接收点的光。如果光没有被任何物体反射,就算从鼻子尖前经过我们也无法知道。

假如远处有一个闪电发生,在闪电的光没有到达眼睛之前,没有人能预知闪电已经发生。因此,假如我们不知道光的速度,我们就无法确定闪电的真实发生时间。这是一个极端现实的问题,不正视这个问题恐怕就无法理解洛伦兹变换和相对论问题。人们总是会以为我们应该能知道事件的时间或地点,事实上,我们知道的一切都是光告诉我们的,光在中间做了什么手脚我们无法知道。

 

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

0.1853621006012