先看某人的思惟尝试:
“闲话少叙,间接上思惟尝试:有平行横置的三条轨道,别离放置了X、Y、Z三台激光炮和A、B、C三个打不烂的标靶,三个标靶在纵向统一个位置上,激光炮X以速度V冲向标靶A,激光炮Y静行不动,激光炮Z以速度V远离标靶C,在颠末Y炮位时,三台激光炮同时开射,然后以不异的时间间隔“点射”(消弭光的自我叠加效应)……旁边监控过程的看察者丈量发现,三炮射击的光速一样;只负责监测标靶的看察者根据标靶上的感应计时器发现,三炮击中目标有先后、有疏密——矛盾出来了!
有人会问,你若何可以确证不是同时击中目标?我们接着看:尝试持续停止,三炮与各自标靶的间隔不同越来越大……假设你还要坚称光速稳定,你还要坚信间接看测,那么我能够告诉你,假设光速稳定原理是准确的,那就证明在光面前间隔不是个事儿,无论远近同时抵达——光要酿成“曹操”了,那喊做为长度单元的光年脸往哪儿搁?”
那喊光速稳定有错?光速稳定不代表光是曹操,说到就到,太阳光到地球还要好几分钟呢!谁说在光面前间隔不是个事儿了?那理解才能,啧啧,间隔不是个事儿,那喊间隔稳定好吗?曹操和我间隔恒定稳定,约等于0,所以不管他在天边海角,都能随喊随到。
为啥光速稳定,那是狭义相对论的前提,详细的公式就不详尽说了,大学通俗物理都有,就说那个前提是怎么来的。你认为是爱因斯坦闲的发窘一拍屁股就想到的?那是从某一科学尝试的成果揣度出来的!
先要从波的速度说起。颠簸的速度很特殊,是有颠簸的前言决定的,而不是波源的速度!!好比最常见的机械波之一:声波。声波在空气中的速度约340米每秒,由空气的物理特征决定,因为它素质是空气中的振动在传布。声波在水里或固体里速度就差别。如今想象一下,声源在靠近你或远离你,音速会变吗?结论是稳定!!音速是稳定的,但是因为声源在挪动,好比远离你远动,所有它的波长相当于被拉长了,或频次变低了,那喊啥?多普勒效应,良多人都听过。
还有个例子,超音速飞机在速度到达音速时会产生音障。因为不管飞机多快,发出的声音相关于空气都是音速。所以飞机也到达音速后,就与发出的声波同速了!那时大量声波堆积在机头,会因为气压等原因产生水雾,所以音障不单能够闻声,也是是能够看见的,想看能够百度图片。
那么问题来了,光波的前言是什么?是以太!那是一个希腊词,大意和苍天之类的近似。物理学家假设光在以太中传布速度为光速c。因为地球是运动的,地球会相对以太运动,所以地球上差别标的目的测得的光速应该差别,因为要叠加地球与以太的相对速度。所以沿着自转标的目的,自西向东与反向的光速一定差别。于是通过迈克尔逊-莫雷干预尝试来测差别标的目的上的速度差。干预的原理我就不讲了,大意就是因为光速差别,两束光抵达的时间会改变,从而在叠加位置上会产生明暗的改变。那种体例大大放大了速度之差,从而能够通过干预明暗条纹的细小挪动测出远小于光速的速度差。
那尝试的成果各人都晓得,怎么测都测不出区别,各个标的目的的光速一致,干预仪怎么抉择,两束光干预条纹丝毫稳定,即表示光速老是相等。肃清了各类可能的误差因素后,各人都傻眼了,除非原理有问题!但是原理看来看往没什么问题,于是爱因斯坦只好提出一种新的可能性:光波差别于其他机械波,压根不需要前言,能够在实空中传布。
到此为行,我们发现,光的传布不需要前言。那么回到前面的看点,颠簸的速度由前言决定。既然光没有前言,那它的速度不是很迷吗?光速c到底是相关于谁的?只能是相关于所有看测者的,光速面前人人公允!因为你能够假设A在运动,B在静行,但是那些运动形态是相关于地球或者光源来说的,但是前面说过,地球或者光源都不参与决定光的传布速度,所以所有那些运动形态光底子不care好吗!那就形成光速相关于所有看测者稳定!
如今假设有辆车以速度20万千米/秒在运动,车身长30万千米,车尾有一个电筒,车头有个物体或镜子。在某一时刻t,车子开到一个静行的看测者身边,那时翻开电筒,请问车头的物体或镜子颠末几时间后被照亮?关于车上的人来说,光速是30万,车厂30万,所以是t+1即1秒后镜子被照亮。关于车外的人来说,光速也是30万,镜子的速度等于车速是20万且与光速同向,速度差是10万,所以是t+3即三秒后镜子被照亮。那就是同时性的相对性,即差别运动形态的看测者的时间是不同一的,那就是狭义相对论要阐明的问题。那个差别时的原因,就在于光速稳定说的是光速在任一看测者的视角里,光速关于他稳定,但是在他看来,光关于此外物体来说速度是可变的!光速稳定仅仅是光对看测者稳定,因为差别的看测者的时间系统原来就纷歧样,所以每小我看到的光速都是c,但是在某人眼里,光相关于他人的速度可不是恒定稳定的!
根本上狭义相对论的物理素质就是如许,公式只是连系麦克斯韦方程组的特征推导出的一种改变,就没什么可说的了。