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To 刘久光:谢谢。您的一般做法是对的。您的做法(x=ut, x'=u't')是针对更为一般变换的。但是,我有一个前提:就是仍旧采用光速
[楼主] 作者:jqsphy  发表时间:2003/12/16 22:18
点击:264次

谢谢。您的一般做法是对的。您的做法(x=ut, x'=u't')是针对更为一般变换的。但是,我有一个前提:就是仍旧采用光速不变原理,即特解x'=ct', x=ct是ax+bt=a'x'+b't'的解。因为特解x'=ct', x=ct是相对论的特点。采用不同的特解,就得到不同的变换。

您的做法(x=ut, x'=u't')是针对更为一般变换的,比如下面:

x'=fx+gt,  t'=f'x'+g't'   (其中f=f'=1, g=v为参考系相对速度, g'=0,这就得到Galileo变换:x'=x+vt, t'=t)

结论:只要一个变换具有形状x'=fx+gt,  t'=f'x'+g't',那么必然存在系数a,a',b,b'使得ax+bt=a'x'+b't'恒成立。
所以,“必然存在系数a,a',b,b'使得ax+bt=a'x'+b't'恒成立”这一条在牛顿力学中也是成立的。

相对论与牛顿力学的区别在于:(下面的字母中,u为粒子速度,v为参考系相对速度)
相对论认为:x=ut,  x'=[(u+v)/(1+uv/cc)]t' 是ax+bt=a'x'+b't'的一组特解 (这一点我在几个月前就向HUDEMIN展示过)。
顺便指出,当普通粒子速度u=c时,那么特解x=ut,  x'=[(u+v)/(1+uv/cc)]t'就退化为光波方程x'=ct', x=ct。光波方程x'=ct', x=ct自然也是ax+bt=a'x'+b't'的一组特解;
而牛顿力学认为:x=ut, x'=(u+v)t’才是ax+bt=a'x'+b't'的一组特解。

相对论与牛顿力学选择了不同的特解,那么系数a,a',b,b'的取值自然就不同了,这就导致两个理论的差别所在。

下面讨论牛顿力学如何用特解x=ut, x'=(u+v)t’得到ax+bt=a'x'+b't'的系数a,a',b,b'。
将ax+bt=a'x'+b't'变形为x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],

将特解x=ut, x'=(u+v)t’代入x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],得到:

[u+v+(b'/a')]t'=(a/a')[u+(b/a)]t,
由于t,t'为变量,要求上式恒成立,那么只能让系数[u+v+(b'/a')]与(a/a')[u+(b/a)]为0,所以就有解(之一)

(b'/a')=-u-v,    (b/a)=-u

将它代回x'+(b'/a')t'=(a/a')[x+(b/a)t],
得到

x'-(u+v)t'=(a/a')[x-ut].

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