作业帮请相对论的高手来答疑!
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/28 07:18:27
请相对论的高手来答疑!
如果从人站的出发点开始,同时向左右两边发射光线.这时人也以1/2光速向左运动.根据爱因斯坦的观点,他观测到的两束光的速度是相同的.如果以右侧的光速为准,他自己的时间被拉长了,但是如果按左侧的光速计算,他的时间被缩短了,这是为什么呢?
如果从人站的出发点开始,同时向左右两边发射光线.这时人也以1/2光速向左运动.根据爱因斯坦的观点,他观测到的两束光的速度是相同的.如果以右侧的光速为准,他自己的时间被拉长了,但是如果按左侧的光速计算,他的时间被缩短了,这是为什么呢?
很多人根本没看懂爱因斯坦说的什么.这个静系的假定是错的.
设有一个牛顿力学方程在其中有效的坐标系.为了使我们的陈述比较严谨,并且便于将这坐标系同以后要引进来的别的坐标系在字面上加以区别,我们叫它“静系”.
如果一个质点相对于这个坐标系是静止的,那么它相对于后者的位置就能够用刚性的量杆按照欧儿里得几何的方法来定出,并且能用笛卡儿坐标来表示.
如果我们要描述一个质点的运动,我们就以时间的函数来给出它的坐标值.现在我们必须记住,这样的数学描述,只有在我们十分清楚地懂得“时间”在这里指的是什么之后才有物理意义.我们应当考虑到：凡是时间在里面起作用的我们的一切判断,总是关于同时的事件的判断.比如我说,“那列火车7点钟到达这里”,这大概是说：“我的表的短针指到 7 同火车的到达是同时的事件.”
也许有人认为,用“我的表的短针的位置”来代替“时间”,也许就有可能克服由于定义“时间”而带来的一切困难.事实上,如果问题只是在于为这只表所在的地点来定义一种时间,那么这样一种定义就已经足够了；但是,如果问题是要把发生在不同地点的一系列事件在时间上联系起来,或者说——其结果依然一样——要定出那些在远离这只表的地点所发生的事件的时问,那么这徉的定义就不够 了.
当然,我们对于用如下的办法来测定事件的时间也许会成到满意,那就是让观察者同表一起处于坐标的原点上,而当每一个表明事件发生的光信号通过空虚空间到达观察者时,他就把当时的时针位置同光到达的时间对应起来.但是这种对应关系有一个缺点,正如我们从经验中所已知道的那样,它同这个带有表的观察者所在的位置有关.通过下面的考虑,我们得到一种此较切合实际得多的测定法.
如果在空间的A点放一只钟,那么对于贴近 A 处的事件的时间,A处的一个观察者能够由找出同这些事件同时出现的时针位置来加以测定,如果．又在空间的B点放一只钟——我们还要加一句,“这是一只同放在 A 处的那只完全一样的钟.” 那么,通过在 B 处的观察者,也能够求出贴近 B 处的事件的时间.但要是没有进一步的规定,就不可能把 A 处的事件同 B 处的事件在时间上进行比较；到此为止,我们只定义了“ A 时间”和“ B 时间”,但是并没有定义对于 A 和 B 是公共的“时间”.只有当我们通过定义,把光从 A 到 B 所需要的“时间”,规定为等于它从 B 到 A 所需要的“时间”,我们才能够定义 A 和 B 的公共“时间”.设在“A 时间”tA ,从 A 发出一道光线射向 B ,它在“ B 时间”,tB .又从 B 被反射向 A ,而在“A时间”t`A回到A处.如果
tB-tA=t’A-t’B
那么这两只钟按照定义是同步的.
我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的,并且对于无论多少个点也都适用,于是下面两个关系是普遍有效的：
1 ．如果在 B 处的钟同在 A 处的钟同步,那么在 A 处的钟也就同B处的钟同步.
2 ．如果在 A 处的钟既同 B 处的钟,又同 C 处的钟同步的,那么,B 处同 C 处的两只钟也是相互同步的.
这样,我们借助于某些（假想的）物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义.一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的.
根据经验,我们还把下列量值
2|AB|/(t’A-tA)=c
当作一个普适常数（光在空虚空间中的速度）.
要点是,我们用静止在静止坐标系中的钟来定义时间,由于它从属于静止的坐标系,我们把这样定义的时间叫做“静系时间”.
设有一个牛顿力学方程在其中有效的坐标系.为了使我们的陈述比较严谨,并且便于将这坐标系同以后要引进来的别的坐标系在字面上加以区别,我们叫它“静系”.
如果一个质点相对于这个坐标系是静止的,那么它相对于后者的位置就能够用刚性的量杆按照欧儿里得几何的方法来定出,并且能用笛卡儿坐标来表示.
如果我们要描述一个质点的运动,我们就以时间的函数来给出它的坐标值.现在我们必须记住,这样的数学描述,只有在我们十分清楚地懂得“时间”在这里指的是什么之后才有物理意义.我们应当考虑到：凡是时间在里面起作用的我们的一切判断,总是关于同时的事件的判断.比如我说,“那列火车7点钟到达这里”,这大概是说：“我的表的短针指到 7 同火车的到达是同时的事件.”
也许有人认为,用“我的表的短针的位置”来代替“时间”,也许就有可能克服由于定义“时间”而带来的一切困难.事实上,如果问题只是在于为这只表所在的地点来定义一种时间,那么这样一种定义就已经足够了；但是,如果问题是要把发生在不同地点的一系列事件在时间上联系起来,或者说——其结果依然一样——要定出那些在远离这只表的地点所发生的事件的时问,那么这徉的定义就不够 了.
当然,我们对于用如下的办法来测定事件的时间也许会成到满意,那就是让观察者同表一起处于坐标的原点上,而当每一个表明事件发生的光信号通过空虚空间到达观察者时,他就把当时的时针位置同光到达的时间对应起来.但是这种对应关系有一个缺点,正如我们从经验中所已知道的那样,它同这个带有表的观察者所在的位置有关.通过下面的考虑,我们得到一种此较切合实际得多的测定法.
如果在空间的A点放一只钟,那么对于贴近 A 处的事件的时间,A处的一个观察者能够由找出同这些事件同时出现的时针位置来加以测定,如果．又在空间的B点放一只钟——我们还要加一句,“这是一只同放在 A 处的那只完全一样的钟.” 那么,通过在 B 处的观察者,也能够求出贴近 B 处的事件的时间.但要是没有进一步的规定,就不可能把 A 处的事件同 B 处的事件在时间上进行比较；到此为止,我们只定义了“ A 时间”和“ B 时间”,但是并没有定义对于 A 和 B 是公共的“时间”.只有当我们通过定义,把光从 A 到 B 所需要的“时间”,规定为等于它从 B 到 A 所需要的“时间”,我们才能够定义 A 和 B 的公共“时间”.设在“A 时间”tA ,从 A 发出一道光线射向 B ,它在“ B 时间”,tB .又从 B 被反射向 A ,而在“A时间”t`A回到A处.如果
tB-tA=t’A-t’B
那么这两只钟按照定义是同步的.
我们假定,这个同步性的定义是可以没有矛盾的,并且对于无论多少个点也都适用,于是下面两个关系是普遍有效的：
1 ．如果在 B 处的钟同在 A 处的钟同步,那么在 A 处的钟也就同B处的钟同步.
2 ．如果在 A 处的钟既同 B 处的钟,又同 C 处的钟同步的,那么,B 处同 C 处的两只钟也是相互同步的.
这样,我们借助于某些（假想的）物理经验,对于静止在不同地方的各只钟,规定了什么叫做它们是同步的,从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义.一个事件的“时间”,就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示,而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的,而且对于一切的时间测定,也都是同这只特定的钟同步的.
根据经验,我们还把下列量值
2|AB|/(t’A-tA)=c
当作一个普适常数（光在空虚空间中的速度）.
要点是,我们用静止在静止坐标系中的钟来定义时间,由于它从属于静止的坐标系,我们把这样定义的时间叫做“静系时间”.