相对论物理题一静止长度为l0的火箭以速度v相对地面运动,从火箭前端发出一个光信号,对火箭和地面上的观察者来说,光信号从前

相对论物理题
一静止长度为l0的火箭以速度v相对地面运动,从火箭前端发出一个光信号,对火箭和地面上的观察者来说,光信号从前端到尾端各用多少时间.求地上观察者看的时间,为什么不能用t=t0/(1-v^2/c^2).t为火箭上观察者看的时间
xmk2c_9dgg51c6 1年前 已收到3个回答 举报

xzdazhe 春芽

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首先,以静止时就是自身为参照系时,长度是不变的,因此在自身上测量的时间一定是 t'=L0/c .
根据洛伦兹变换,对应地面观测者的时间t 为t=t'/√(1-v²/c²),因此很容易得到t'对应地面的时间t=L0/c/√(1-v²/c²).
但是,洛伦兹变换提供的时间变换公式中不包括光程差问题,是微分形式的变换.即在t’→0时的极限条件下的时间变换公式.任何的实用计算都是积分结果.
用 t=L0/c/√(1-v²/c²) 到的时间是对应时间,不是真实测量到的时间,因为当v很高、L0很长时,光的传输速度有限,会有光程差.所以,单纯使用洛伦兹变换来计算时间,仅在L0接近无穷短的情况下上面的结果是正确的,只要L0不是0,理论上测量到的时间就不是L0/c/√(1-v²/c²),必须加上光程差作为修正值.
但是现在这类实用公式的推导有很多不同的结果,我看过不少推导的公式,但是发现大多数推导过程都存在这样或那样的错误,或者是做了很大的近似,误差很大.还有一些仅仅是在假设的情况下,忽略某些因素后得到的特例,不具有普遍性.不同的教科书上也采用了不同的公式,所以具体的计算方法按所用的教科书上的为准就行了,先解决得分的问题再说.
不过看了我前面的解释,会对这类问题有理性的认识了,慢慢也许会发现教科书上的公式是错的,但是不影响理解相对论.因为那只是具体应用题目中的“公式”错误了.就像是书上让你做重力加速度的题目,要求重力加速度按g=10计算一样,虽然我们知道g=9.8,说10是有误差的,但书上题目这样要求你就这样做就行了,不必去追究这一点点错误.

1年前

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hai381717369 幼苗

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我们在S参照系下为每个时空点标记时空坐标(类似于二维平面)(t,x),则在U参照系下也可以对每个点标记时空坐标(T,X),狭义相对论就是说,当U相对S以速度V匀速直线运动时,两者对同一点标记的时空坐标并不相同,而好像是把时空这个二维平面旋转了一下:
T=rt-Vxr/c^2,X=-Vrt+rx,其中r=1/sqrt(1-V^2/c^2).
在这一题中取火车为S系,地面为U系,去前进...

1年前

2

心碎的vv 幼苗

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根据洛伦兹变换
t′=γ(t-vx/(c*c)),式中γ=(1-v2/c2)^-1/2为什么不能用时间延缓的那个t=t0/(1-v^2/c^2)在使用这个简单模型中,我们有很多的约定,比如:我们约定在开始的瞬间,两个观察者都位于相同的位置。我们还约定在这个瞬间,两人手表的指针都指着同一个刻度(都指着0时刻)。我们还约定,运动观察者运动方向上的一致。这些约定都导致了我们得到的
这个...

1年前

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