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‘运动钟慢’和‘运动尺缩’效应及其解释

已有 14376 次阅读 2011-5-21 07:34 |个人分类:未分类|系统分类:论文交流| ‘运动尺缩’, ‘运动钟慢’, 光钟

      ‘运动钟慢运动尺缩效应及其解释

 

 (《物理学上的时空与物质》20

第三章  狭义相对论关于时空的基本概念和基本规律

§3.3  运动钟慢运动尺缩效应及其解释

     我们将通过光钟来说明和解释运动钟慢运动尺缩效应。

  3.3.1  光钟

图(3.3 所示,光钟’由两理想的平行平面反射镜组成,其中一镜的表面置有垂直发射光子的光源,所发射的一群光子将在两反射镜之间来回垂直反射,并且总是以光速c运动(假定‘光钟’内部为真空)。若两平面反射镜相距为d,则一个来回反射(例如从下镜反射至上镜,再反射至下镜)算作一周期T=2d/c,量度周期的次数,就可用以测量时间。

之内,如果光速c与光源的运动状态有关,相对不同惯性参照系的光速就会不相同,这违反狭义相对性原理)。如果要怀疑这个基本假设就必须提出理论和实验根据,可是现在还不存在可靠的可以否定这个基本假设的根据。

光子在镜面的反射,可视为弹性碰撞,故碰撞前后,速度大小不变。光子

反射后继续以光速c在‘光钟’内运动是由于惯性;虽然光子的静止质量为0

它还是有惯性的,因为牛顿第一运动定律是可以推广到狭义相对论的。

                       必须指出,按照所研究的问题,‘光钟’摆放的方位可以有不同的选择,例如,

‘光钟’的平面反射镜可以平行于坐标系的XOZ平面、或平行于YOX平面、或

平行于ZOY平面、或其它平面。还必须强调,‘光钟’在其中静止的惯性参照系

只是许许多多的惯性参照系中的一个。无论在牛顿力学中还是在狭义相对论中,

都认为所有的惯性参照系都是平权的,即没有某一个惯 性参照系比其它惯性参照

系表现特殊。因此,我们除了研究‘光钟’中的光子相对于反射镜(即‘光钟’

在其内静止之惯性参照系)的运动外,也可以研究‘光钟’中的光子相对于其它

惯性参照系的运动。由于所有的惯性参照系都是平权的,这些运动都是真实的;

要强调一下,不可能只有光子相对于‘光钟’在其内静止之惯性参照系的运动是

唯一真实的,而应当是光子相对于一切惯性参照系的运动都是真实的。

                     为了正确地研究光子相对于其它惯性参照系的运动,必须注意:

1、运动都是相对的,要说明一个运动,须要指出这个运动所相对的惯性参照系。

没有参照系、只由物体本身决定的‘运动’是不存在的(牛顿的所谓‘绝对运动’

也是有参照系的,‘以太’就是其参照系)。此外,在狭义相对论中,时间的量度

也是要依赖于惯性参照系的,在狭义相对论中不存在不依赖于参照系的‘绝对时

间’,如果否定这点,就要否定狭义相对论,就必须提出理论和实验根据。

2、 对于狭义相对论的时空,时间和空间是紧密结合在起形成‘4维时-空’统一

体;一质点在4-空中的位移可用4-空位移矢量

 



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