物理學(xué)論文-淺談相對性原理與光速.doc

物理學(xué)論文-淺談相對性原理與光速一般地說，如果一物體對某參照系S的速度是v1,而參照系S又相對于另一參照系S以速度v2運(yùn)動，那么這物體相對于參照系S的速度就是v=v1+v2.當(dāng)v1和v2的方向不相同時，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相對于參照系S以速度v1沿x軸的正方向做勻速運(yùn)動，而參照系S又以速度v2相對于參照系S向同一方向運(yùn)動。那么根據(jù)相相對論，物體A相對于參照系S的速度v有下面的規(guī)律：v=v1+v2/1+v1v2/c2。這是相對論的速度合成定律。無論經(jīng)典力學(xué)速度合成定律或相對論速度合成定律，雖然速度值有所不同，但速度合成定律中速度合成指的是：物體對某參照系有一速度，某參照系又相對于另一參照系以某一速度運(yùn)動，求物體相對于另一參照系的速度值。相對性原理指的是：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)，來證明一個物體是在靜止或是在做勻速直線運(yùn)動。就是說，一個物體運(yùn)動或與否對在物體上所做的實(shí)驗(yàn)沒有影響，物體運(yùn)動與否對在此物體上的物體的速度值沒有影響。相對性原理中指出我們不能用光學(xué)實(shí)驗(yàn)證明一個物體運(yùn)動與否。物體的運(yùn)動與否對光學(xué)實(shí)驗(yàn)沒有影響，物體的運(yùn)動與否對光速沒有影響。那么這里的對光速沒有影響是不是，就是光速不變原理呢？邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果，說明地球的運(yùn)動對光速并沒有影響，這里指的是相對性原理中的物體的運(yùn)動對光速沒有影響呢？還是指光速不變原理中的光速不變呢？在系統(tǒng)內(nèi)（例如飛船），不能做任何實(shí)驗(yàn)來證明一個物體是靜止或是在做勻速直線運(yùn)動：同時，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)來證明一個物體是靜止或是在做勻速直線運(yùn)動；在地球上我們不能用光學(xué)實(shí)驗(yàn)來證明地球是靜止或運(yùn)動的。光在真空中的速度對于一切慣性參照系來說都是相同的。既跟光源的運(yùn)動速度無關(guān)也跟觀察者的運(yùn)動速度無關(guān)。雖然光速不變，但這屬于速度合成定律。在系統(tǒng)的外部通過參照系看速度。地球的運(yùn)動對光速并沒有影響，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？什么是相對性原理？什么是光速不變原理？舉例(在同時的相對性中),車廂中的觀察者看來無論火車靜止或勻速直線運(yùn)動，對光線沒有影響。光線都是同時到達(dá)ab。-這是相對性原理。而光速不變原理是，在路基上的觀察者看來，火車的運(yùn)動對光速沒有影響。那么，只有光速不變原理的成立，相對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，看來地球的運(yùn)動對光速并沒有影響，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（即光速不變原理），即光相對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)果證明了相對性原理即我們無法用光學(xué)實(shí)驗(yàn)證明地球是靜止或運(yùn)動的。地球的運(yùn)動對光速沒有影響，這句話是相對于系統(tǒng)內(nèi)部來說的，即不是對參照系說的。以上理解是與，只有光速不變原理成立，相對性原理才成立的說法是不同的。邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)得到否定結(jié)果，看來地球的運(yùn)動對光速并沒有影響，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)果說明（相對性原理成立），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)，來證明一個物體是在靜止或在做勻速直線運(yùn)動。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)果說明，光速是不變的，即它既跟光源的速度無關(guān)，也跟觀察者的速度無關(guān)。邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)的否定結(jié)果本身說明特殊參照系是不存在的。你認(rèn)為光速不變嗎？運(yùn)動的合成包括一個物體的運(yùn)動合成，還有另一種運(yùn)動的合成。一個物體的運(yùn)動合成舉例說明例如飛機(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)動的合成舉例說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，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)動的合成中，在速度合成定律中，無論經(jīng)典速度合成定律還是相對論速度合成定律，都包含著一