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admin
发表于: 2019-6-12 00:37 | 显示全部楼层

相对论的根基--光速不变原理的真面目
传统的光速不变原理,是指在任意参照系或者说坐标系中,真空中的光速都是一个常数,也可以引申为,对于任意观测者,光速都是恒定的(299792458米/秒)。
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爱因斯坦相对论的原始推导--洛伦兹坐标变换,简单总结一下就是两个坐标系,大圆静止,小圆以速度V移动,初始大圆A点和小圆B点位置重合。一束光从重合位置发射到达C点。B点也随坐标系小圆的运动而前移。
在静止的大圆这个坐标系中光速c=AC/t1
在移动的小圆这个坐标系中光速c=BC/t2
根据不同坐标系中光速相等,继而推导出洛伦兹因子
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上图也可以引申为,同一束光,相对于静止的A和运动的B,光速数值相同,都恒为c,即使B的运动速度为0.9999999c,接近于和这束光齐头并进。
但是,我认为这完全曲解了光速不变原理的本义。
光速不变原理的真实含义是光速在任意参考系内能够保持方向恒定,速度恒定,不与参考系的速度相叠加,而不是在不同的参考系内都呈现同一速度值
任何实物,都不能称之为速度不变,因为它的速度会被参考系的速度所影响。比如赤道上一个静止的苹果,地表带动它以466米/秒的速度向a方向运动,在太阳系中,地球带动它以30千米/秒的速度向b方向运动,在银河系中,太阳系又带着它以220千米的速度向c方向运动。在不同的参考系中,这个苹果的速度和方向均不同,是可变化的。
而光线则不同,光线的速度与所处坐标系、所处空间的相对速度没有关系,不管这个空间是狭窄的还是广袤的,不管所在车厢是以20米/秒的速度移动,还是所处星系在高速旋转,抑或是整个宇宙空间在膨胀、平移甚至翻滚,都不会改变光的运行,它始终以单一的方向、恒定的速度传播,这才是光速不变原理。
如果从地球向银河系中央发射一束光线,不会随着大气圈、太阳系的运动而偏转,它始终以恒定的速度恒定的方向前行。这是光独有的特性,也是光速不变原理的真实面目。
光速不变,是光线在任意参考系中穿行时都保持不变的、恒定的速度,而不是在任意某一参考系中、对于任意观测者都呈现同一速度。
光速不变原理出自迈克尔逊莫雷实验,下一次,我会讲一讲迈莫实验错在哪里

来源:https://www.toutiao.com/a6701305182677893640/
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