光速不变的问题

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-05
关于光速不变的疑问

看到的是以光速行驶的光。

最近也在研究相对论,其实在光速运行时候,牛顿经典力学仍然适用,而且绝对正确。牛顿经典力学所代表的是事物本身,而爱因斯坦相对论所代表的是我们看到的现象。这两者为什么有分歧,根本原因就是我们观察需要依赖光的传播。而光的传播也是需要时间的。
爱因斯坦的相对论是一个误区,他把我们由于光传播看到事物的延迟现象当做是事物本身的现象来对待。其实看到的已经是个假象,真正的本质仍然需要牛顿经典力学来对待。

达到光速时间停止、超光速时间倒流、速度越快长度越短质量越大等等这些看起来很神奇的结论,归根结底都是观察的假象。具体是这里很难说清楚,有兴趣的话可以晚上在线给你解答,保证你明明白白

既然楼主还在执着的追问,那我就整理几个例子给你解释一下,不过要耐心点看哦。

达到光速时间停止:
假如有一段足够长的笔直公路,你站在甲地,12:00准时从甲地以光速前进。在你开始前进的那一时刻,甲地发生的一切现象也正好以光速向四面八方传播。10分钟以后,也就是12:10分,你到达了乙地。此时在甲地12:00钟发生的现象也正好传到乙地,那么你回头看甲地还是12:00的现象,不管你前进了多久,回头看到得一直都是甲地12:00的现象。这就是时间停止的现象。

超越光速时间倒流:
假如有一段足够长的笔直公路,你站在甲地,12:00以2倍光速前进,那么10分钟后到达丙地,不难得出光从甲地传播到丙地需要20分钟,意思就是在甲地11:50发生的现象在12:10分正好到达丙地。那么你12:10在丙地看到了甲地在11:50就发生的事情,时间倒流的现象就这样发生了。

相对时间公式:
设从甲地出发,速度为V,前进时间为T1,看到甲地现象的时间为T2=T1V/C。相对时间T=T1-T2=T1(1-V/C)。
公式中可以看出,V=C,T=0。时间停止;V>C,T<0,时间倒流。

光速不可超越理论:
假如有一段足够长的笔直公路,你站在甲地,12:00以2倍光速前进的时候,甲地有一个人在看着你。10分钟后你达到丙地,你达到丙地的现象还要经过20分钟才可以传到甲地。这样一来,甲地的人在12:30分的时候才看到你达到丙地,从而得出你的速度是2/3倍的光速。
设你的速度为V,光速为C,前进距离S,你前进的时间T1=S/V,达到后的现象传回甲地的时间T2=S/C,可以得出甲地的人看你的速度为
V1=S/(T1+T2)=S/(S/V+S/C)=VC/V+C。
从这个公式里就可以看出,不管你的速度V有多大,看起来的速度都不可能达到光速。只有当你的速度是无穷大的时候,看起来才是光速。

接近光速时物体长度变短:
假设一辆长30万千米的火车,车头在A地,车尾在B地,观察者站在B地,火车以光速前进。1秒钟后,车尾到达A地,再过1秒后观察者看到车尾到达A地。得出2秒钟后观察者看到车尾在A地;从运动开始,0.5秒后车头前进15万千米达到C地,BC距离45万千米,再过1.5秒后,观察者看到车头到达C地,得出2秒钟后观察者看到车头在C地。AC距离15万千米,观察得出的火车长度为15万千米。这样看起来火车长度就缩短了。
设观测者甲位于火车尾所在的地面,火车长度L,速度V,火车前进时间T1,T1时间后车尾到达A点,离观测点距离L1,
得出甲看到火车尾在A点时间是T1 + V T1/C,L1=V T1。
再设火车前进时间为T2,火车头到达B点,离观测点距离L2,
得出甲看到火车头在B点时间是T2 +(V T2+L)/C,L2=V T2+L。
如果T=T1 + V T1/C=T2 +(V T2+L)/C,那么得出L2-L1就是T时刻甲看到的火车长度。T2=T1- L/(C+V)
看到的火车长度 L2-L1= V T2+L- V T1 ,把T2=T1- L/(C+V)代入。可得看到的长度为LC/(C+V)。
从这个公式中可以得出:当速度无穷大的时候,(也就是看起来速度无限接近光速的时候)物体长度将变为0。

接近光速时质量无限大:
其实物质本身质量不随速度改变而改变。相对论里提到物质接近光速当然指的是看起来的速度接近光速,从上边的公式可知道,看起来速度接近光速就意味着物体本身需要有无穷大的速度。这本身就是件不可能的事。在看起来速度非常接近光速时,需要再让他加速的话,就会需要使物体本身有无穷大的加速度,那么需要的外力也会是无穷大。这就变相解释为是因为物体的质量无穷大才使得其无法加速的。

这个命题本身就不成立,物质的速度被限定了只能无限接近而无法等于光速。而假如存在这样的办法是物质加速到光速,我认为在跨越这个极限的时候物质必须转化成能量才是。现在我们的思维大多建立在爱因斯坦的相对论上,所以考虑这些问题时基本上以此为指导。

我们平时经验都将成为理解高速运动的一种障碍。所以,你不能用平常的经验去看待高速运动的情况。

事实是高速运动中速度不能像平常的那样简单的相加减。例如A对B的速度为c,B对C的速度也为c,但是A对C不是2c,A对C的速度还是c。高速运动中速度叠加要比平时的复杂的多。

光速不变是指在任何惯性参考系中,真空中光速都是c。(惯性参考系是指静止或匀速直线运动的参考系)。非惯性参考系的情况更复杂,要用到广义相对论。瞬时超距作用目前是不可能有的,光不可能有无限大的速度。就连万有引力、电磁场等都只能以很快但有限的速度(光速)传播。

光速怎么能无限呢?
光波实际上是一种电磁波,从火星发出的电磁波要20分钟才能传到地球!这不就是很好的反例吗?
光的速度是相同的,都是c,相对速度为0,所以一束光不能可以追上另一束光。

光速不变原理最通俗的解释是:在任何参考系下测量光速都是不变的。你不能用经典力学思想来思考当物体达到接近光速时的状况。实际情况是,A相对C为c,B也相对C为c,A相对B还是c。楼主的想法很像几百年前的“超距理论” 。可以再进一步探讨。

  • 光速不变是什么原因?
    答:我们知道,能量为斥力,不受引力作用影响,至于为何会弯曲,以后自会了解。电磁场有能量而无质量,引力场有质量而无能量,实物处二者间而兼有之,我们需再走一段才能真正了解它们。光速不变的第五解为时空解,时空解源自爱因斯坦相对论。相对论告诉我们,物体高速运动时会发生“尺短钟慢”的现象,这种...
  • 关于光速不变的问题
    答:爱因斯坦1905年9月发表在德国《物理学年鉴》上的那篇著名的相对论论文《论动体的电动力学》,提到光速问题的话有四段:“光在空虚空间里总是以一确定的速度V传播着,这速度同发射体的运动状态无关。”“下面的考虑是以相对性原理和光速不变原理为依据的,这两条原理我们定义如下:1. 物理体系的状态...
  • 光速不变问题
    答:义相对论的两个假设,相对性原理与光速不变假设。后来我们把光速不变假设称作光速不变原理。我们对这两条假设的理解应该是这样的,1,相对性原理说的是光速不变,这个光速不变说的是光源的运动对光速没有影响;2,光速不变假设说的是麦克斯韦方程组得到的光速不变,即即c^2=1/(εμ),光波的速度...
  • ...既然想不通,那就干脆假设光速是不变的,看看能推导
    答:因此,确定光的传播介质是解决光速问题的关键。今天,光相对于各参照物的传播速度无法确定的问题,正是光不需要传播介质这个错误理论造成的。也正是在这种无法确定光速的情况下,才出现了不切实际的光速不变的假设。波的形成与传播需要两个基本条件:波源和介质。波源是产生振动的物体,而介质则是振动能量...
  • 哪位大神能解释一下光速为什么不变
    答:从麦克斯韦方程组,可以推论出光波是电磁波。根据麦克斯韦方程,我们推出.因此我们得出光在真空中的传播速度是不变的,除非真空电容率或磁导率变化。这里说的是光速。那么光速不变,光与其他物体的运动差即速度差呢?一个物体速度的大小,是对自身运动大小的描述,描述的是一个物体的运动状态;运动差描述的...
  • 关于光速不变
    答:光速是不依赖于观察者的运动状态的,不管观察者如何运动,他们观察到的光速永远是恒定的。你推导中出现得矛盾是因为你用了牛顿经典力学的知识去思考相对论,你还没有抛弃绝对时空观。在高速世界里两个惯性系的速度、距离等量不能直接叠加。v1和v2是两个不同惯性系里测得的,不能像牛顿力学里一样直接...
  • 光速真的不会变吗?
    答:所以,为什么光速会是不变的呢?虽然这个问题现在并没有一个明确的答案,而只是人类在对宇宙的观察中发现的一个现象。但可以推测,其中很重要的一点就是,这个宇宙是处处平等的。就像是一个圆,上面的每一个点,对于这个圆来说都是平等的,没有哪一个点是特殊的。而如果是一个正方形,上面角上面的...
  • 光速不变原理怎么证明?
    答:在这个假想的四维空间内,每 一个粒子都对应于一条线,称为世界线.这条线上的各点决定了粒子在所有 时刻的坐标。很容易证明,与一个作匀速直线运动的粒子相对应的世界线是 一条直线。现在用数学形式来表示光速不变原理.为此,我们考虑两个彼此以 恒定速度作相对运动的参考系k及k'.这时我们选择x轴...
  • 光速与光源无关,光速不变的原因是什么
    答:狭义相对论两条基本假设之一,光速不变原理:真空中的光速相对于任何惯性系沿任意方向恒为c,并与光源运动无关。这是解麦克斯韦方程组得到的,其坐标变换遵从洛伦兹变换,在广义相对论中,由于没有严格的惯性系了,提出了广义相对性原理,这样,不管什么情况,光速不变都成立。以上结论是相对论提出的,...
  • 如何理解「光速不变」?
    答:光在真空中速度不变,是物理学家通过实验获得的结果。为了说明这个,我们假设光速为1米每秒,想象一个实验:我们让一个乒乓球朝上做匀速运动,速度是1米每秒,如果我们相对于乒乓球水平静止,那么我们测量的乒乓球速度大小就是1米每秒,方向是向上90度。但是如果我们相对乒乓球以1米每秒的水平速度向左...