尺缩效应怎么用洛伦兹变换式算出?
尺缩效应怎么用洛伦兹变换式算出?
L=L0 √(1-﹙v²/c²﹚)
L是所求长度,即运动时“短”的长度,L0是静止时的长度,v是运动速度,c是光速.
以上所讲“运动”、“速度”皆是观察者的参考系与所测量的“尺子”所在的坐标系相对而言.你是指怎么用 洛伦兹变换 推导出这个式子么?好吧,原文引用《狭义与广义相对论浅说》如下:我们沿K'的x'轴放置一根米尺(狂人注:即在观察者与K'系相对静止时,测得此尺长1米),令其始端与点x'=0(即K'原点)重合。问米尺相对于参考系K的长度为何?要知道这个长度,我们只需求出在参考系K的某一特定时刻t,米尺始端和末端相对于K的位置。借助于洛伦兹变换的第一方程,并取该两点的时刻t=0时的值可以表示为x(始端)=0√(1-v²/c²)x(末端)=1√(1-v²/c²)两点间距离为√(1-v²/c²)。由上,米尺又相对于K'静止,即相对于K以速度v运动,所以就能得到我写的式子。这里还有一个问题一般人不能理解,就是怎么可以取t=0的情况,因为这时可以认为K'还没有开始相对于K运动。事实上这时沿袭了爱因斯坦的洛伦兹变换推导的思路,在下曾写过《洛伦兹变换的完全推导》一文,对此有详细解释,遂直接复制粘贴如下(你若懂得这个问题自然也可以不看):事实上,K与K'之间的运动量是理想状态下的—— K'从相对于K静止,直接开始相对于K匀速直线运动,中间不需要任何加速的过程,即“零秒加速”的理想状态。所以在K上观察时t=0实际是一个分节点,它既是K'仍然静止的一瞬间,又是K'刚刚开始运动的一瞬间,就像半夜24:00,既是前一天的最后一瞬间,又是后一天的最初一瞬间——只不过,这里t=0我们只取K'已经开始运动的意义,就像只考虑24:00是第二天的最初一瞬间的意义一样,这是完全允许的。如果你觉得t=0时K'这“既静止,又运动”的状态令你实在无法接受,那你就这样想:假设K与K'不是从原点重合开始相对运动,而是当K'的原点O'还在K中x轴负半轴上时,K'就已经向x轴正方向运动,但是此时我不计算时间——我不赋予K和K'时间的意义;而当K'运动到O'与O重合的一瞬间,我开始计算时间,即赋予K'和K时间,那么这一瞬间(在K上观察)就是t=0。这样你就可以理解——之前K'就一直处在相对于K运动的状态下,这里“t=0”不过是我规定的一个K上时间的起始点而已,那么t=0这一瞬时状态下,在K上观察,K'是处在相对K运动的状态,便没有任何疑问了。t不等于0的情况实际上是一样的。我算给你看(由于显示原因有点乱啊,尽量看吧):由洛伦兹变换第一方程,得x=x'·√(1-v²/c²)+vt①已知米尺始端放置在K'系原点,所以有Δx'=1,且x'1=0,x'2=1把x'1、x'2代入①式得x1=vt,x2=√(1-v²/c²)+vt所以Δx=x2-x1=√(1-v²/c²)由Δx'和Δx,即可得公式。可以看见,vt项在运算中自然消去了。所以实际上t值对计算没有影响,取t=0只是方便而已。不要再问我“米尺不靠K'系原点放又怎么样”或“如果尺子不是一米长会怎么样”,实际上还是一样算的,不信取x'1=a,x'2=b,Δx'=(b-a)自己去算算看吧。刚刚发现你的悬赏分是0诶,若采纳,请加一点分吧,看在我这么有诚意的份上~~