物理學(xué)論文-淺談相對(duì)性原理與光速.doc

物理學(xué)論文-淺談相對(duì)性原理與光速一般地說(shuō)，如果一物體對(duì)某參照系S的速度是v1,而參照系S又相對(duì)于另一參照系S以速度v2運(yùn)動(dòng)，那么這物體相對(duì)于參照系S的速度就是v=v1+v2.當(dāng)v1和v2的方向不相同時(shí)，合速度v是v1和v2的矢量和。這就是經(jīng)典力學(xué)中的速度合成定律。設(shè)一物體A相對(duì)于參照系S以速度v1沿x軸的正方向做勻速運(yùn)動(dòng)，而參照系S又以速度v2相對(duì)于參照系S向同一方向運(yùn)動(dòng)。那么根據(jù)相相對(duì)論，物體A相對(duì)于參照系S的速度v有下面的規(guī)律：v=v1+v2/1+v1v2/c2。這是相對(duì)論的速度合成定律。無(wú)論經(jīng)典力學(xué)速度合成定律或相對(duì)論速度合成定律，雖然速度值有所不同，但速度合成定律中速度合成指的是：物體對(duì)某參照系有一速度，某參照系又相對(duì)于另一參照系以某一速度運(yùn)動(dòng)，求物體相對(duì)于另一參照系的速度值。相對(duì)性原理指的是：不能用任何實(shí)驗(yàn)，包括電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)，來(lái)證明一個(gè)物體是在靜止或是在做勻速直線運(yùn)動(dòng)。就是說(shuō)，一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)或與否對(duì)在物體上所做的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響，物體運(yùn)動(dòng)與否對(duì)在此物體上的物體的速度值沒(méi)有影響。相對(duì)性原理中指出我們不能用光學(xué)實(shí)驗(yàn)證明一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)與否。物體的運(yùn)動(dòng)與否對(duì)光學(xué)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響，物體的運(yùn)動(dòng)與否對(duì)光速?zèng)]有影響。那么這里的對(duì)光速?zèng)]有影響是不是，就是光速不變?cè)砟?？邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果，說(shuō)明地球的運(yùn)動(dòng)對(duì)光速并沒(méi)有影響，這里指的是相對(duì)性原理中的物體的運(yùn)動(dòng)對(duì)光速?zèng)]有影響呢？還是指光速不變?cè)碇械墓馑俨蛔兡兀吭谙到y(tǒng)內(nèi)（例如飛船），不能做任何實(shí)驗(yàn)來(lái)證明一個(gè)物體是靜止或是在做勻速直線運(yùn)動(dòng)：同時(shí)，選擇不同的參照系物體有不同的速度值。在系統(tǒng)內(nèi)不能用任何實(shí)驗(yàn)來(lái)證明一個(gè)物體是靜止或是在做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在地球上我們不能用光學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明地球是靜止或運(yùn)動(dòng)的。光在真空中的速度對(duì)于一切慣性參照系來(lái)說(shuō)都是相同的。既跟光源的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)也跟觀察者的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)。雖然光速不變，但這屬于速度合成定律。在系統(tǒng)的外部通過(guò)參照系看速度。地球的運(yùn)動(dòng)對(duì)光速并沒(méi)有影響，即光在地面上任何方向傳播的速度都相同。我們是否理解這就是光速不變呢？什么是相對(duì)性原理？什么是光速不變?cè)?？舉例(在同時(shí)的相對(duì)性中),車廂中的觀察者看來(lái)無(wú)論火車靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)光線沒(méi)有影響。光線都是同時(shí)到達(dá)ab。-這是相對(duì)性原理。而光速不變?cè)硎牵诼坊系挠^察者看來(lái)，火車的運(yùn)動(dòng)對(duì)光速?zèng)]有影響。那么，只有光速不變?cè)淼某闪?，相?duì)性原理才成立這句話是如何理解的呢？邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)得到否定結(jié)果，看來(lái)地球的運(yùn)動(dòng)對(duì)光速并沒(méi)有影響，即光在地面上沿任何方向傳播的速度都相同。以前，我把這理解成了光速不變（即光速不變?cè)恚?，即光相?duì)于參照系的速度不變。事實(shí)上邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)的否定結(jié)果證明了相對(duì)性原理即我們無(wú)法用光學(xué)實(shí)驗(yàn)證明地球是靜止或運(yùn)動(dòng)的。地球的運(yùn)動(dòng)對(duì)光速?zèng)]有影響，這句話是相對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)部來(lái)說(shuō)的，即不是對(duì)參照系說(shuō)的。以上理解是與，只有光速不變?cè)沓闪?，相?duì)性原理才成立的說(shuō)法是不同的。邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)得到否定結(jié)果，看來(lái)地球的運(yùn)動(dòng)對(duì)光速并沒(méi)有影響，即光在地面上沿任何方向傳播的速度都相同。在邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)中，如果以太不存在，特殊參照系不存在，那么邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)的否定結(jié)果說(shuō)明（相對(duì)性原理成立），一切慣性參照系都是平等的，我們不能用任何實(shí)驗(yàn)，包括光學(xué)實(shí)驗(yàn)，來(lái)證明一個(gè)物體是在靜止或在做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)中，如果以太存在，那么實(shí)驗(yàn)的否定結(jié)果說(shuō)明，光速是不變的，即它既跟光源的速度無(wú)關(guān)，也跟觀察者的速度無(wú)關(guān)。邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)的否定結(jié)果本身說(shuō)明特殊參照系是不存在的。你認(rèn)為光速不變嗎？運(yùn)動(dòng)的合成包括一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)合成，還有另一種運(yùn)動(dòng)的合成。一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)合成舉例說(shuō)明例如飛機(jī)斜向上飛行，包括水平方向的分速度和豎直方向的分速度。另一種運(yùn)動(dòng)的合成舉例說(shuō)明例如地面上的觀察者看到勻速直線行駛大船上的自由落體運(yùn)動(dòng)，包括水平方向的分速度和豎直方向的分速度。（再例如地面上的觀察者看到勻速直線行駛大船上的光速）在運(yùn)動(dòng)的合成中，在速度合成定律中，無(wú)論經(jīng)典速度合成定律還是相對(duì)論速度合成定律，都包含著一