“四维速度”概念是以“时慢公式”为基础的?
如果你指的是相对论的“四维速度”,那是与一般的速度定义不同了, 好在狭义相对论的洛伦兹变换以及“时慢尺缩”并不涉及“四维速度”的问题? 相反,“四维速度”概念是建立在洛伦兹变换和尺缩时慢公式基础上的? 所以在探讨“尺缩时慢”问题时,没有必要牵扯到“四维速度”的问题吧?
如果相对论暂时不愿意去面对一些初级的、基本的数学、逻辑错误, 那也只有先积累着,以后慢慢说了?
至于v=0的问题解释一下,其实书上说的很清楚,我也引用了: (注意:分母中的v据说是对任何方向都有效的) 即:v=0,指的是“v纵 ”分量=0, 而sqr(1-vv/cc)中的v是指的v本身,不是分量, 在“横向多普勒效应”中,这个v就是“v横”, 这是一个表达上的简化,准确的表达是: 因为光多普勒公式是: f=sqr[(c+v)/(c-v)] f' 变成周期表达式为: t=sqr[(c-v)/(c+v)] t' 分子和分母同乘sqr(c-v)得: t= (1-v纵/c) [1/sqr(1-vv/cc)] t' 这样当分子中的v纵=0时,就得到了“时慢公式”: t= t' /sqr(1-vv/cc)
可是我们由最初的光多普勒公式: f=sqr[(c+v)/(c-v)] f' 分子和分母同乘sqr(c+v)同样可以得到: f= (1+v纵/c) [1/sqr(1-vv/cc)] f' 同样当分子中的v纵=0时,却得到了“频胀公式”: f= f' /sqr(1-vv/cc) 变成周期表达式为: t= t' * sqr(1-vv/cc) 这可就不是“时慢公式”了吧?
关键是要注意光多普勒中还有个cosφ, 所以不是v=0的问题,而是φ=0的问题,
光多普勒原始公式为: 光源S'运动的情况: f= f'[(1-cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)] 注意: 左边的频率f总是代表观察者的频率, 一瞥“ ' ”总是代表运动的意思,
所以观测者S'运动的情况表示为: f'= f[(1-cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)] 这就是爱因斯坦给出的原始光多普勒公式(见后面附文),
总之,有了这个cosφ,就不能随便玩游戏了, 对于光源运动就只能是: f= f'[(1-cosφ*v/c) / √(1-vv/cc)] 当φ=0时,就只能是: f= f' / √(1-vv/cc) 或观察者运动的情况: f'= f / √(1-vv/cc)
总之, 观察到的频率>飞船的发射频率,即“频胀效应”(蓝移), 所以周期只能是: 观察到的周期<飞船的发射周期,即“时缩效应”,
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下面一段引自: 《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'=∞.
==================================== 这也许算是一个“脑筋急转弯”的问题? 横向多普勒公式其实是一个“时快公式”,而不是相对论的“时慢公式”? 或者说:横向多普勒公式与“时慢公式”是自相矛盾的?
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