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下面,请允许我问一个低级的问题。如果连这样简单的问题都回答不了,爱因斯坦可要清理门户了
[楼主] 作者:吴沂光  发表时间:2005/02/12 16:00
点击:487次

下面,请允许我问一个低级的问题。如果连这样简单的问题都回答不了,爱因斯坦可要清理门户了

坚持动能定理正确的理由来自哪里?

惯性系S'以速度V相对于惯性系S运动。最初,质点在S'中静止,后来,借助外力做功从环境吸收能量(如吸收光子)而运动,最后,外力消失,质点以速度V 相对于S'运动。(这里假定C>>V)。

按照相对论的速度叠加及动能定理等知识,我们有:

S'看,质点在加速过程中从环境吸收的能量

E=mc2-m0c2(1/2)m0V2  (准确到1/C2阶量,即略去高级小量)

相应地,从S看则为

         E’ m’c2-m1c2(3/2) m0V2     ( 准确到1/C2阶量)

很明显,如果S'发现质点在加速过程中从环境吸收光子数为100个,那么观察者会喊道,“不对,应该是从环境吸收了300个光子”。

 

这时,S'会骂S说:“有什么值得大惊小怪的,这就是相对性,你懂吗!这个相对性包含了下面两层意思:一个是每个观察者都只承认自己的结论正确,其他观察者的结论不正确;另一个是所有观察者都对。你又不是个神仙,怎样能够一只脚在S',而另一只脚在S中呢?”。

为此,S'又列出尺缩、时慢、质增等现象的“不同惯性系有不同观察结果”这些事实来证明相对性的正确性。

 

实际上,相对论已经告诉我们,相对论效应因子与动能定理是联系着的,例如在一小时内,恒速运动的时钟比静止时钟变慢了△E/ m0(1/2)V2小时。显然,用尺缩、时慢、质增等现象来证明“相对性”,本身就是个反复的强盗逻辑。

 

现在我要问,质点究竟吸收了解100个光子,还是300个光子,或是二者都不是?如果维相者连这样低级的问题都不能解决,不如改投我们的反相阵营中来,如何?
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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/02/12 20:25 

△E’ ≈m’c2-m1c2≈(3/2) m0V2的3是怎么来的?

△E’ ≈m’c2-m1c2≈(3/2) m0V2的3是怎么来的?

另,光子能量不是Lorentz不变量,但是光子个数却是Lorentz不变量,您的问题不是问题.

[楼主]  [3楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/12 21:28 

回复:是我粗心了。因此要改表述为:同一个物理过程(吸收光能的多少),由S和S’观察却大不相同。

E’ ≈m’c2-m1c2≈(3/2) m0V2的3是怎么来的?

回复:从S看,运动质点总能量为m’c2=m0c2/[1-(v’/c)2]1/2≈(2v)2m0/2;质点原先在S’静止时总能量为m1c2= m0c2//[1-(v/c)2]1/2≈v2m0/2; 因此动能增量m’c2-m1c23/2m0 v 2

,光子能量不是Lorentz不变量,但是光子个数却是Lorentz不变量,您的问题不是问题.

回复;您指出的问题是正确的,是我粗心了。因此要改表述为:同一个物理过程(吸收光能的多少),由SS’观察却大不相同。
 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/02/12 22:29 

同一个物理过程,吸收光能的多少,以及每个光子能量多少,在各个参考系看来数值不同,但是,光子个数却一定相等.

同一个物理过程,吸收光能的多少,以及每个光子能量多少,在各个参考系看来数值不同(这当然,常识性知识),但是,光子个数却一定相等.光子能量不是Lorentz不变量,但是光子个数却是Lorentz不变量.

您的问题(吸收光能为何不同)太平庸.吸收光能当然不同罗. 例子: 两辆汽车对撞,地面观察者与汽车司机观察到的动能也不一样呢.

另,您还犯了一个错误:把"吸收的光能量不同",理解为"光子个数不同".这是不对的. 所吸收的光能量不同,单个光子在不同参考系看起来能量不同,但其比值(光子个数)在不同参考系看起来却是相同的.

 

[楼主]  [5楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/13 12:59 

回复:各系平权意味着那2升的汽油变成马尿。

您的问题(吸收光能为何不同)太平庸.吸收光能当然不同罗. 例子: 两辆汽车对撞,地面观察者与汽车司机观察到的动能也不一样呢.

回复:如果两辆相对运动汽车在室温下作非弹性碰撞后合成一体而在地面静止,若两汽车,在冷却到室温的过程中将失去ΔE单位的热能。由于能量守恒,ΔE就等于两汽车原来的合计动能。这里ΔE是不随惯性参考系的改变的恒量。

现在我们关心的是单辆汽车的动能。设汽车在地面启动后以V运动,动能为(1/2MV2,这过程损耗了1升汽油(假设1升汽油全部化为动能,即(1/2MV2相当于1升所放出的热能)。由S看(地面相对于SV运动),动能增量为(3/2MV2,因此这一启动过程汽车损耗了3升汽油。这是我们在各系平权下推导出的结果。很明显,各系平权意味着那2升的汽油变成马尿。
 [6楼]  作者:和满  发表时间: 2005/02/13 16:36 

我也怀疑能量关系是否各系平权。流体力学的能量关系似乎是有特殊参照系的。
下面,请允许我问一个低级的问题。如果连这样简单的问题都回答不了,爱因斯坦可要清理门户了
[楼主]  [7楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/13 17:12 

沈先生只是从表面上指出我的比喻不当,换过个比喻也可
下面,请允许我问一个低级的问题。如果连这样简单的问题都回答不了,爱因斯坦可要清理门户了
 [8楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/02/13 19:47 

不存在转化为3/2mvv的汽油能量.转化的能量大小不依赖于参考系.

不存在转化为3/2mvv的汽油能量.

在牛顿力学中,转化的能量大小不依赖于参考系.

比如,两汽车相撞,释放的热能(转化的能量)在不同参考系看来是相同的.因为转化的热能具有Galileo变换不变性.

但是在相对论中,释放的热能(转化的能量)在不同参考系看来却是不同的. 释放的热能(转化的能量)不具有Lorentz变换不变性.

同样的道理,物体吸收光能(相当于转化的能量),在不同参考系看来也是不同的.但是,光子个数却是 在不同参考系看来是相同的.

[楼主]  [9楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/13 20:55 

不存在转化为3/2mvv的汽油能量.回复:这恰好说明地面系的观测结果是正确的,而S系观测结果不正确,难道地面系有比S系更优越?在
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[楼主]  [10楼]  作者:吴沂光  发表时间: 2005/02/13 21:04 

回复:出现1:3的能量差别试图从洛伦兹变换和伽利略变换上找差别是无意义

不存在转化为3/2mvv的汽油能量.

回复:这恰好说明地面系的观测结果是正确的,而S系观测结果不正确,难道地面系有比S系更优越?

在牛顿力学中,转化的能量大小不依赖于参考系.

回复:根据经典物理学观念—— 一个客观事物的测量结果与我们选取的测量方式(包括参考系的选择)无关。但是上述的“佯谬”恰恰与此相反。相对论否定了这个观念,究其根源应该是来自这个“佯谬”上。

 

值得一提,爱因斯坦自从量子力学革新了物理学中的思想方法以后,到他逝世为止,一直想要保持经典天体力学中的观念,即一个系统的客观物理状态必须跟观察它的方式完全无关。虽然爱因斯坦坦白地承认,他对这方面达成一个完整的解答的希望到目前为止尚远未满足,而且他还没有证明这一观点的可能性,他认为这是一个有待解决的问题。(W.泡利的《相对论》补注23

 

比如,两汽车相撞,释放的热能(转化的能量)在不同参考系看来是相同的.因为转化的热能具有Galileo变换不变性.

但是在相对论中,释放的热能(转化的能量)在不同参考系看来却是不同的. 释放的热能(转化的能量)不具有Lorentz变换不变性.

回复: “释放的热能(转化的能量)不具有Lorentz变换不变性”指的是小数点的事。而上述的事件是低速的,因此洛伦兹变换将还原为伽利略变换.

同样的道理,物体吸收光能(相当于转化的能量),在不同参考系看来也是不同的.但是,光子个数却是在不同参考系看来是相同的.

回复:尽管我们用洛伦兹变换来求解,它与伽利略变换变换得出的结果相比,在准确到期/C2阶量时,二者是一样的。也就是说,出现13的能量差别试图从洛伦兹变换和伽利略变换上找差别是无意义。或者说伽利略变换说不清的洛伦兹变换更说不清。

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