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关于时间TA=TB的证明 假设S′系在S系中以速度U沿正X轴方向运动,在T=T′=0时刻,原点O、O′重合。尺杆在S′系和S系两系中是运动的。自S′系观测尺杆质心从X′轴上的1′点运动到2′点。
对于尺杆A点来讲,自S′系观测,当尺杆质心运动到1′点时,尺杆A点的坐标为(XA1′、0、0、TA1′),当尺杆质心运动到2′点时,尺杆A点的坐标为(XA2′、0、0、TA2′),尺杆质心从1′点运动到2′点时。根据相对论变换式,尺杆A点在S系中运动的时差TA为:
TA=TA2-TA1=[CC(TA2′-TA1′)-U(XA2′-XA1′)]/[CC(1―UU/CC)^(1/2)] 上式中的时差(TA2′-TA1′)为尺杆A点在S′系中的运动时差,而 坐标差(XA2′-XA1′)为尺杆A点在S′系中的运动距离
对于尺杆B点来讲,自S′系观测,当尺杆质心运动到1′点时,尺杆B点的坐标为(XB1′、0、0、TB1′),当尺杆质心运动到2′点时,尺杆B点的坐标为(XB2′、0、0、TB2′),尺杆质心从1′点运动到2′点时,尺杆B点运动的时间差TB′=TB2′-TB1′。根据相对论变换式,尺杆B点在S系中运动的时差TB为:
TB=TB2-TB1=[CC(TB2′-TB1′)-U(XB2′-XB1′)]/[CC(1―UU/CC)^(1/2)] 上式中的时差(TB2′-TB1′)为尺杆B点在S′系中的运动时差,而 坐标差(XB2′-XB1′)为尺杆B点在S′系中的运动距离
由于尺杆A、B两点无论在任何一个参照系中,其两点的运动距离是相等的,即都等于尺杆质心的运动距离,因此尺杆A点的运动距离(XA2′-XA1′)与尺杆B点的运动距离(XB2′-XB1′)相等即
XA2′-XA1′=XB2′-XB1′
由于XA2′、XA1′、XB2′、XB1′四者都是运动坐标,不是静止坐标,因此尺杆A、B两点在S′系中的运动长度L′为
L′=XB2′-XA2′=XB1′-XA1′
上式中的L′是尺杆质心在S′系中的运动距离。
同理,由于尺杆A、B两点无论在任何一个参照系中,其两点的运动时差是相等的,因此尺杆A点的运动时间TA′与尺杆B点的运动时间TB′相等即:
T′=TA2′-TA1′=TB2′-TB1′
上式中的T′是尺杆质心在S′系中的运动时间。 把关系式XA2′-XA1′=XB2′-XB1′和TA2′-TA1′=TB2′-TB1′代入前面的两式中得关系式
TA=TB 证毕
王建华
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