有關狹義相對論光速不變原理的疑問

時間 2022-02-07 17:20:05

1樓:愛小喵cy的雞

問題的癥結是在於「測量是相對的」。

飛船的高速運動參考系與地面的靜止參考系對距離和時間的測量標準是不同的。但是大家都會得出「光速是常量」這個結論,因為不論參考系如何改變,時空的改變數是一樣的。

2樓:左岸唱情歌

狹義相對論本身就不能簡單的用伽利略變換解決。應該用愛因斯坦-洛倫茲變換公式。

3樓:同花順仔

個人認為光速不是宇宙的極限速度。

4樓:

這個問題我想很難說清楚,究其原因,是因為,相對論的產生,本身就和麥克斯韋方程組不符合伽利略變換有關。我隨便說點東西好了。

不知你有沒有在高中學過聲音的多普勒效應,如果學過的話你是否注意到,波源不動人動和波源動人不動兩種情況計算是不一樣的,那麼這是否也是不符合伽利略變換的呢?答案當然是否定的,因為聲音是在空氣中傳播的,聲速也是在空氣參照系中測定的,這兩種情況在空氣參照系中是不一樣的,自然也就不能要求其在一般的伽利略變換下不變。(或者說要變的話也要把空氣一起變).

同理,先人首先想到的解決這麥克斯韋方程組與伽利略變換相矛盾的問題時,首先想到的解決之道,就是像上面那樣,引入一個「先天優勢」的參照系,也即以太,光在以太中傳播,在以太參照系中麥克斯韋方程才精確成立,而在其他參照系中,麥克斯韋方程形式需要改變,需要藉助伽利略變換(也即需要考慮以太在伽利略變換下如何改變)。然而,邁克耳遜-莫雷實驗宣告,這種意義下的以太是不存在的。(之所以這麼說,是因為現在很多科學家依然認為存在以太,但是意義不一樣了)這樣,現在一般認為,光可以在真空中傳播。

而且,光子真空中傳播的速度可由麥克斯韋方程組算出,即為c.依然以聲波的例子為例,一輛汽車以30米每秒的速度發出一個聲波,一個人以10米每秒的,對於汽車來說,聲波速度是370米每秒,而對人來說聲波速度是330米每秒,可是對於兩者來說,當他們考慮空氣時,得出的結論同樣都是,聲波「在空氣中」以340米每秒的速度傳播,也就是「聲波在空氣中的速度在兩個慣性系裡一樣」,這和」真空中的光速對所有慣性系裡都一樣」何其相似,可是空氣換成了真空,於是有些「奇異」的事情就發生了.

下面,"光在真空中傳播的速度對所有慣性系都一樣"也即所謂的光速不變原理,這是根植於一個很自然的想法,也就是對於任何兩個慣性系來說,誰都不能宣稱,自己對於真空優先度更高.這一點由聲波的例子來說,波源相對空氣運動只能改變聲波的頻率,但並不能改變空氣中的聲速。但是在聲波的例子中,空氣作為一種介質,理論上它的性質我們知道,我們可以通過伽利略變換知道,空氣在伽利略變換下性質如何改變,可是,真空對於我們來說卻是「無」(當然,量子力學認為真空可能複雜的很,但是下面陳述依然有效)我們不知道真空的性質,只能假設,對所有的慣性系來說,真空都是一樣的,既然如此,那麼,光在真空中傳播的速度對所有慣性系都一樣,也即「光速不變原理」也就是個比較自然的想法了。

當我們坐這種假設而要得到自洽的結論時,也就需要引入完全不同於伽利略變換的洛倫茲變換。

另外,在你的例子中,光的確相對於飛船和地面都以c運動,但是依然有東西是不一樣的,比如光的前進方向(假設不是向飛船正前而是有一個角度),只是大小c是一樣的,再比如光的頻率(光的多普勒效應)。這些都可由洛倫茲變換得到。

愛因斯坦的狹義相對論中提出的光速不變原理是為什麼?

5樓:匿名使用者

e=mc^2

質量小於光子就會泯滅轉化為能量

所以光質量最小 即運動最快

下列說法正確的是(  )a.光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設之一b.由相對論知:m=m01?(vc)2,

狹義相對論中的光速不變與相對性原理最早是由誰提出來的

6樓:匿名使用者

不知道,兩大公設裡光速不變是洛侖茲變化的條件,洛倫茲變換公式之前就有,相對性原理是用來推導公式的,光速不變必定存在量尺縮短和時鐘緩慢,愛因斯坦是因為修改了時空概念提出了相對論。協變性原理【相對性原理】應該是愛因斯坦提出的。另一個不知道。

本人初中生答錯莫怪

如何解釋相對論的光速不變原理? 5

7樓:馬清寧扶菁

比如一個人在行駛中的火車中向車頭走去,火車的速度是v,人的速度是v,那這個人相對於鐵軌的實際速度就應該是v+v。而光速c則不同,光在火車中的傳播速度不是v+c,而還是c,這就是光速不變原理,光的速度是恆定不變的,這也間接的認同了光速是速度極限。

8樓:匿名使用者

相對論前提假設,僅僅是假設,不要太在意了!信則有之,不信則無!

9樓:手機使用者

這只是愛因斯坦的假定,把他當作公理.在結合另一個假定,通過數學和邏輯的推理,得到了相對論

10樓:匿名使用者

光速不變原理本身就是一個假設,它是指光速在真空中不論在什麼慣性參考系下面都為一個常數。

整個狹義相對論建立在兩條假設上的,一條就是光速不變原理,還有一條是慣性座標的一致性原理。所以就連愛因斯坦也沒給出證明。

不過聽說現在有一個老外已經不用光速不變原理把整的狹義相對論給推匯出來了。如果真的是這樣的話拿光速不變原理就可以反過來證明出來了。

11樓:

在相同密度的相同介質中光速才是不變的

12樓:

這只是假設罷了,不過很多實驗結果與其相符,但要說一個假設真正正確要經過邏輯推理(包括數學推導)所得出的大量結論都與事實相符時,才能說是真正意義上的原理.

我認為這個問題的解決牽扯到光的本質,對宇宙認識的作用也許就是飛越性的.

13樓:

接近光速情況下,迪卡兒座標系不再適用。同樣測量光線離開自己的速度,一個快速追光的人與一個靜止的人會測得相同的速度(光速)。這與日常生活中對速度的概念有異。

兩車以50km/h的速度迎面飛馳,司機會感覺對方的車以50 + 50 = 100km/h行駛,即與自己靜止而對方以100km/h迎面駛來的情況無異。但當速度接近光速時,實驗證明簡單加法計算速度再不湊效。當兩飛船以90%光速的速度(對第三者來說)迎面飛行時,船上的人不會感覺對方的飛船以90% + 90% = 180%光速速度迎面飛來,而只是以稍低於99.

5%的光速速度行駛。結果可從愛因斯坦計算速度的算式得出:u=(v+w)/(1+v*w/c^2)

v和w是對第三者來說飛船的速度,u是感受的速度,c是光速。

愛因斯坦提出了怎樣的狹義相對論的推論

漫閱科技 利用新的變換關係,愛因斯坦得出了狹義相對論的幾個重要推論 1 同時性是相對的。2 運動著的尺子要縮短。3 運動著的時鐘會變慢。4 運動中的物體的質量會變大。5 在任何慣性系中,物體的運動速度都不能超過光速,亦即光速是物質運動的極限速度。6 物體的質量是該物體所含能量的量度。 北京創典文化 ...

誰能說明一下愛因斯坦的狹義相對論

狹義相對論是愛因斯坦在總結了前人的科學實驗和理論研究成果後,針對物理學界因為測不出光速的變化而陷入混亂之際,拋棄了絕對時空的概念,以實驗基礎為依據,提出光速不變原理,並在這一基礎上,引用了洛倫茲因子,把經典物理學的適用領域從靜止 小空間拓展到高速度 大空間的應用領域而建立的慣性系間時間與空間變換的理...

愛因斯坦建立狹義相對論的兩個基本假設

醉意撩人殤 1 狹義相對性原理 一切物理定律 除引力外的力學定律 電磁學定律以及其他相互作用的動力學定律 在所有慣性系中均有效。或者說,一切物理定律 除引力外 的方程式在洛倫茲變換下保持形式不變。不同時間進行的實驗給出了同樣的物理定律,這正是相對性原理的實驗基礎。2 光速不變原理 光在真空中總是以確...