光速不變原理和光在真空中進入介質中速度會變小矛盾嗎?學了相對論有點糊塗了

2022-02-26 20:05:27 字數 3035 閱讀 3189

1樓:匿名使用者

光速不變是指「任何慣性系上測量到的真空中的光速都是恆定不變的c」

有限制條件下的結論與其他條件下測量到的資料不存在矛盾不矛盾的問題。不在同一條件下不具有可比性。

相對論本身是非常簡單的原理,就是運動是相對性的,必須有乙個參照物。沒有參照物就不存在速度這樣的概念。這是與經典物理學最根本的區別。

其他的結論和表達都是基於這個基本的準則在經典物理學理論的基礎上作的相應的修正。

對比經典物理學中的速度概念,雖然也承認速度的相對性,但是重要的是預設有乙個絕對速度,就是相對宇宙中絕對靜止的參照物「以太」的運動。所有的相對運動是建立在相對以太的絕對運動的差值上的。

設想一下就能知道,假如在茫茫宇宙中只有乙個物體,沒有任何其他物體作參照物,如何判斷它是在朝什麼方向、以什麼速度運動?

唯一能想到的就是利用光在各個方向上的速度來確定那個物體自身(相對以太)的運動,但是,麥克爾遜-莫雷實驗告訴我們,測量的結果是光向各個方向上的速度都是相同的。唯一的乙個測量絕對速度的路不存在了。因此那個物體在沒有參照物的條件下不存在任何速度。

絕對靜止的參照系不存在了,運動就只剩了相對性,沒有了絕對運動的概念。

假如經典物理學學得很紮實,那麼只要把以太這個絕對靜止的參照物從經典物理學中清除掉,經典物理學就變成了相對論物理學了。

說起來就這麼簡單,但做起來卻不那麼容易。很多人說相對論難懂,原因就是沒辦法放棄絕對速度這個概念,不能徹底的站在相對性的角度看問題。因為不能站在相對性的立場上看問題,所以出來了很多諸如雙生子悖論之類的各種所謂的悖論。

假如站在相對性的立場上看問題,那些所謂的悖論根本不存在。那是站在絕對運動的理論上看相對論問題時出現的自悖現象。就像設a=0,然後又用a=1來證明a=0,發現總是出錯。

例如,乙個人在船上跳遠:不考慮向上的分力,只考慮向前後的彈跳力分量。在經典物理學看來,他向後的蹬力使船向後作加速度運動,自己向前作加速度運動。

這裡的兩個加速度運動都是相對以太而言的,雖然沒有明說。因此f=ma其中的m是人與船的質量之和,加速度a是人相對以太向前的加速度與船相對以太向後的加速度之和。

如果站在相對論的角度看呢?沒有以太,只有人相對船的運動和船相對人的運動。只能以人或船二者中的乙個為參照物。

這時就出現了問題,以船為參照物時,人的質量小,以人為參照物時,船的質量大。結果出現了作用力與反作用力是相同的,互相為參照物時的相對加速度是相同的,但是人和船的質量卻是不同的。力相同,質量不同,為什麼加速度卻相同?

所以相對論必須對這類的問題做出正確的表達。

這就是前面所說的,相對論只是去掉了絕對靜止的參照物以太,僦這麼簡單。理解了這個道理就算理解了相對論了。

但是要做的事卻不簡單。不是所有的經典物理學理論和公式都能在相對論的條件下直接使用,因為改變了參照物,因此經典物理學熟知的公式可能需要加一些修正因子或改變公式的形式。

比如前面說的f=ma,這在經典物理學中是最基本的公式了,在相對論中不能這樣寫了,要換個格式,寫作a=f/m,區別在於,後者表示加速度與引力場強度(單位質量所受的引力)等價,或者說加速度是引力場強度的值。而加速度a在數學中的笛卡爾座標系中又表示的是空間的變形或彎曲,這樣引力場就是空間的彎曲。

人與船所處的空間不同,自身牌乙個受力狀態,使自己的空間發生了變形,所以測量到的結果互相不能等價。

2樓:我就要叫

額,光速不變那是以真空為前提的

3樓:匿名使用者

光速不變原理是狹義相對論的乙個基本假設,許多人對此提出質疑。

《系統相對論》(劉泰祥 科學技術文獻出版社 2012)認為,所謂光速常數c是指光子在地表引力場中運動速度的乙個近似值,而不是乙個精確值;之所以在介質中光速會降低,是因為介質中的場強高於地表引力場的場強。

4樓:匿名使用者

真空中為何光速不變?愛因斯坦的相對論到底對不對?

5樓:

光速不變原理是愛因斯坦的假設,都說了是假設,所以沒有為什麼。光速不變的假設和愛因斯坦相對性原理假設一起構成了狹義相對論的兩條基本假設。也就是說,由這兩條假設就可以得到所有狹義相對論的結論。

速度疊加是牛頓力學中的結論,牛頓力學是基於時間、質量不隨參考系改變的假設而建立的。也就是說速度疊加是牛頓力學的產物,而狹義相對論與牛頓力學所基於的假設是不一樣的,所以速度疊加定理是不能夠從牛頓力學中搬到相對論裡的。你說的飛船上測到的光速,它的確是光的速度3*10^8m/s。

因為速度疊加不能夠使用,所以得到這個結果並不意外。

麥可孫·莫雷干涉實驗的結果可以推知沒有以太,然後愛因斯坦根據這個實驗結果,才提出了他的光速不變假設,進而提出相對論。並且相對論的結果與很多實驗結果符合得很好,這也間接地反映光速不變假設的正確性。但是光速不變原理是不能夠被證明的,因為誰也不能保證以後的實驗是否會發現與相對論矛盾的事實。

也就是說每當一次實驗結果與相對論符合,狹義相對論的兩條基本假設的可信度就進一步提公升,但是只要有一次實驗結果與相對論不符合,那麼狹義相對論的兩條基本假設就有問題。

6樓:匿名使用者

這就是乙個基本事實,至少現在還沒人能說出是為什麼。

光確實很奇特,但這是沒有辦法的事實,這是由無數實驗和現象驗證了的,只是總處於低速狀態的人類覺得光速時的時空很奇怪而已。

你說的高速飛船測得的平行光束的速度仍是不變的光速,但光的頻率「紅移」了,比如原本光源發出的是藍紫光,飛船上測得的卻是紅光甚至是紅外光。

麥可孫·莫雷干涉實驗也不是證明沒有「以太」,它證明的是:如果存在以太,那麼以太將是部分地被地球拖曳,但這又與已知的「光行差」現象矛盾,由此可得以太不存在;光速不變是由別的實驗(比如對雙星的觀測)證實的。光速不變原理是在一系列實驗的共同支撐下得到的,不是哪乙個單一的實驗就能得出的。

7樓:

我個人認為達到光速和接近光速有乙個質的區別,所以相對測速的時候,飛船所測的光速應該還是30萬公尺每秒.

一般情況下速度疊加是可以的,但在宇宙中,光速目前是無法疊加的.因為要讓乙個速度疊加,必須要有摩擦力,而產生摩擦力要與光速方向一致才行,然而目前沒有比光速更快的速度,所以無法實現同向摩擦力,故無法給出速度加成.我

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