简单得相对论问题，20分！刚才那个错了

显示全部楼层 · 2005-9-5 21:55:40

简单来说：就是在高速运动系统（行驶中的火车）根据相对论存在“钟慢尺短”的效应，故不能在另外一个惯性系统（铁路）来测量火车的长度。

千问 · 2005-9-5 21:55:40

楼主去研究一下》》钟慢尺短《《

千问 · 2005-9-5 21:55:40

我没上面的人那么长编大论。因为我仅仅是个中学生而已。不过我记得物理学过，因为地球上的一切事物都遵从着相对论的。所以，当你测量时，火车就发生其相对的问题，例如火车速度之类的，所以你是测量不准的.

千问 · 2005-9-5 21:55:40

我虽然不很懂!但我想可能是火车行进中,车体本身发生了变化,或是轨道等的影响吧??

千问 · 2005-9-5 21:55:40

火车参照系中两点不是被同时定出来的，首先他是相对与地球运动的，他隶属惯性系，根据E=MC*C，所以他质量增加了。两点间有距离再根据再同一参考系中物体沿运动方向收缩。所以两点并非同时给定。So that参考资料：wu

已赞过已踩过<所问的问题应该是：为什么在静止参照系中观测为同时发生的两个物理事件，到了火车参照系中又成了不是同时发生的了？
这是一般人根深蒂固的绝对空间时间观念与相对论的相对空间时间观念冲突的表现。
绝对空间时间观念是人们在现实生活中自然形成的。也符合低速物理世界的情况。但是这并不说明绝对空间时间观念必然正确。在高速物理世界里绝对空间时间观念必须让位给相对空间时间观念。否则就无法解释迈克耳孙-莫雷实验的结果。
关于迈克耳孙-莫雷实验，许多书里都有介绍，这里不多说。下面把我介绍四维的短文附于后面，算是本文的一部分。
现实世界就是四维的。只不过人们不把第四维看做空间的一维，而把它叫做时间罢了。这是一个不容易纠正的错误。
下面我举例说明人们的这个错误。
在一维世界里，人们只有两个方向：前和后。两个点相遇的充分必要条件是它们的一维坐标相同。
在二维世界里，人们就有四个方向：前后和左右。两个点相遇的充分必要条件是它们的二维坐标相同。
在三维世界里，人们就有六个方向：前后左右上下。两个点相遇的充分必要条件是它们的三维坐标相同。
在四维世界里，人们有八个方向：前后左右上下未来和过去。两个点相遇的充分必要条件是它们的四维坐标相同。四维坐标相同的含义是除了传统的三维坐标完全相同外，还要处于同一个时间点上，或者说在同一时刻。
现在回过头来看看，我们的世界到底是几维的。
有甲乙两个人相约在火车站见面。甲准时到了火车站，不见乙。等了10分钟走了。乙记错了约定时间，晚一个小时也到了火车站。却怎么也等不到甲。
他们都到过了火车站，他们的三维空间坐标有交点。假如我们的世界是三维的。我们做个结论是：他们相遇过了。
可笑吗？当然可笑！闹笑话的原因是忽略了空间第四维。
拿上面的例子与四维世界里两点相遇的条件相比较，我们生活于其中的世界正符合四维世界的特征。我们有理由相信：我们的世界是四维世界。

千问 · 2005-9-5 21:55:40

假定我们现在再次坐上爱因斯坦火车，在无限长的轨道上奔驰。在这条轨道上有两个车站，它们之间的距离是864,000,000公里。这列火车一每秒240,000公里的速度前进，需要1小时跑完这段路。两个车站各有一只钟表。一位旅客在第一个车站上车时，按车站的钟对了自己的表。当到达第二个车站时，他却吃惊地发现，它的手表慢了。这是怎么回事呢？
为了弄清这个问题，让我们假定，这位旅客在车上点起一只火把，放置在车厢地板上。火把发出的光束很快到达车厢顶壁。在车厢顶壁与火把垂直处，有一面镜子，镜子又将光束发射回到火把上。这时旅客看到光束往返的路线是垂直的。但是，月台上的人看到的情景却很不相同。月台上的观察者看到，在光束从火把到达镜子的过程中，由于火车的运动，光线的传播路线是向后倾斜的。在这一过程中，光束经过的路线是一个等腰三角形的两腰长的和。
通过这一事实使我们发现，月台上的人看到光束在这一过程中传播的距离是一个等腰三角形的两腰之和。而火车上的人看到光束传播的距离则仅仅等于这个三角形高的二倍。显然，前者的长度大于后者。另一方面，我们知道，光数是一中绝对速度。对于火车上的人和月台上的人来说，光速当然都是相同的。于是我们就得出结论：从月台来看，光从射出到返回所经过的时间要比从火车上看经过的时间长。自相矛盾的钟表
从上面的事实我们很容易计算出这样的结果：从车站上经过了10秒钟，而火车上看仅仅经过了6秒钟。这就是说，根据车站的钟表，如果火车运行一小时到达另一车站，那么按照乘车人的手表，火车仅仅运行了36分钟。换句话说，乘车人的手表要比车站上的钟表每小时慢24分钟。
显而易见，这列火车的速度越快，时间滞差就越大。如果将火车的速度提高到接近光速，那么车站上一小时的时间，在火车上的速度就能减小到极小。
由此我们得出结论：一切运行中的钟表比静止的钟表要慢。这是否与我们提出问题所依据的相对论相矛盾呢？这是否意味着最快的钟表就是处于绝对静止状态的呢？
不是。情况并不如此。因为火车上的钟表和车站上的钟表的快慢，是在完全不同的条件下进行比较的。实际上，这里有三个钟表，而不是两个。这位旅客是根据两个不同车站上的两个不同的钟表来校对他的手表的。相反，如果在这列火车的前后车厢都有一只钟表，当火车飞驰之际，旅客将车站钟表同前后车厢的两只钟表对照时，他就会发现车站钟表所表示的时间，总是落在后面。假定这列火车相对于车站作匀速直线运动，那么，就可以认为火车是静止的，而车站是运动的。自然界的规律对于他们来说都是相同的。
当一个观察者相对于它的手表处于静止状态时，他就会发现下列事实：相对于他处于运动状态的钟表，总是比他自己的表快；而且这些运动中的钟表运动的速度越快，它们所表示的时间就越快。
这一现象和下面的实例是一个道理：两个站在两根不同电线杆旁边的观察者，都从各自所处的位置来断定他们各自观察电线杆的角度要比对方的观察角度大。
我们来讨论空间。我们就已经发现空间是相对的，然而，我们仍然认为体积是物体的属性。物体的这一属性是不以观察它的参照系而转移的。但是，相对论又使我们放弃这一信念。就象由于我们接触的速度总比光速小得多，因而产生了认为时间是绝对的这一偏见一样。
我们设想，那列爱因斯坦火车现在要通过一个2400000公里长的车站月台。火车从月台一端到达另一端，按车站钟表需要10秒。但是按火车上乘客的手表，火车通过月台则只需6秒。所以乘客完全有理由得出这样的结论：月台不是2400000公里长，而是240000X6=1440000公里长。这里我们看到，从相对于月台处于静止的参照系来看，月台较长；而从相对于月台处于运动状态的参照系来看，则月台较短。由此可知，一切运动中的物体，沿运动方向而收缩。
但是这种收缩根本没有证明运动是绝对的：一旦我们从相对于一个物体处于静止的参照系来观察该物体时，这一物体就有其真实的体积。同样，火车上的乘客会发现月台收缩了，而在月台上的人则会认为这列爱因斯坦火车变短了。这种现象也并不是一种光幻觉。用任何测长仪器来测量，都会得到同样的结果。
同这一发现有关，现在必须纠正我们前面做出的关于爱因斯坦火车上前后两门打开时间的结论。在“早”与“迟”这一节里，当我们以月台上观察者的角度，来测算前后两门打开的时间时，我们假定运动中火车的长度与静止火车的长度是相同的。但实际上对于月台上的人来说，火车要短些。同样，根据车站钟表，打开前后们所经过的时间间隔，实际上等于24秒。而不是10秒。当然，这一纠正，对我们前面已经作过的那个结论，并没有实质性影响。
从长度的收缩，我们顺便谈一下标尺的收缩。
我们要问，飞船飞行的时候，飞船上的标尺和地球上的标尺是一样长吗？
我们已在前面讨论过，空间的量度与观察这一量度的参照系有关。所以，在飞船上的尺和地球上的尺是不会一样的。通过火车相对于月台的长度问题的讨论，我们得知：沿运动方向固定在高速运动飞船上的尺，如果由地球上的人来观测，就比飞船上的人观测的长度短。至于长度收缩多少，是与飞船飞行的速度，也就是两个参照系之间的相对速度有关。
相反，固定在地球上的尺的长度，若由飞船上观察者来观测的话，则沿运动方向的长度不是伸长，也是缩短。
由此，我们得出结论：当一个物体对于某参照系是静止的时候，就这个参照系来看，物体长度最大。沿垂直于运动方向时，长度则不发生变化。
这种长度收缩的现象是真实的吗？这是不容怀疑的。不但运动的物体沿运动的方向产生收缩，而且收缩遵循着一定规律。这些都已从实际现象中得到证实。我们平时看不到这种收缩现象，是由于在低速缓慢的运动中，这种现象是不显著的。例如，即使物体运动速度达到每秒3万公里，长度的收缩也不过是千分之五。但是当物体运动速度接近光速时，情况就不同了，这时候长度的收缩非常显著。静止的时候，一米长的尺，沿相对运动方向的长度就会收缩成几厘米。如果物体速度变得就等于光速，那么长度就会缩减成零。然而，这是不可能的。这一点也说明了光速是速度的最高限。一般物体的速度，无论如何也不会达到光速的。文章节选：相对论浅说这里面还有好多东东。。。参考资料：http://www.ft77.com/xlyz/printpage.asp?ArticleID=253

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千问 · 2005-9-5 21:55:40

爱因斯坦的相对论这些年来真是被糟蹋得够呛

千问 · 2005-9-5 21:55:40

你不会连相对论都不了解吧？

千问 · 2005-9-5 21:55:40

你不会连相对论都不了解吧？因为光也有速度你说同时，但是你测车头时，从后面来的光却要一会才到，所以无法保证同时。这也是相对论中阐述的没有绝对同时的问题。

千问 · 2005-9-5 21:55:40

楼上的，那个静止还是运动有什么关系？