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测试一下你对相对论的理解程度(续)
2013-05-24 | 阅:  转:  |  分享 
  
测试一下你对相对论的理解程度(续)

材料一

在相对论中,钟会因为运动而变慢,尺在运动时要比静止时短.

相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系,发现运动的惯性系时间进度慢,这就是所谓的钟慢效应。可以通俗的理解为,运动的钟比静止的钟走得慢,而且,运动速度越快,钟走的越慢,接近光速时,钟就几乎停止了。

尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。由于"同时"的相对性,不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明,在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短,这就是所谓的尺缩效应,当速度接近光速时,尺子缩成一个点。

----百度百科《相对论》

材料二

由以上陈述可知,钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说,时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观相对论认为,绝对时间是不存在的,然而时间仍是个客观量。比如双生子理想实验中,哥哥乘飞船回来后是15岁,弟弟可能已经是45岁了,说明时间是相对的,但哥哥的确是活了15年,弟弟也的确认为自己活了45年,这时与参考系无关的,时间又是"绝对的"。这说明,不论物体运动状态如何,它本身所经历的时间是一个客观量,是绝对的,这称为固有时。也就是说,无论你以什么形式运动,你都认为你喝咖啡的速度很正常,你的生活规律都没有被打乱,但别人可能看到你喝咖啡用了100年,而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。----百度百科《相对论》

如何理解“钟慢尺缩”是相对的?为什么彼此都认为对方的钟走慢了,尺缩短了?(见百度文库《相对论》贡献者lzl642028913,34页。)

对于尺缩如何理解?

通常我们认为由于"同时"的相对性,不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明,在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短,这就是所谓的尺缩效应。根据运动是相对的,火车上的观察者认为车上的一切都和往常一样,因为他和火车是相对静止的。但是,他却认为地面上的景象有偶像异常,例如沿线的电线杆的距离变短了。我们得出结论尺缩效应是相对的,在K系和K‘系中测量,都认为对方的尺缩短了。

虽然我们得出结论尺缩效应是相对的,但我们接着就得出,带电体的运动会使电密度变大,一定长度的物体运动会经过原本过不去的缝隙。运动使物体收缩,长度变短,所以能够过去原来静止的时候过不去的缝隙。这对吗?

首先,运动的直尺收缩指的是测量收缩,其次,这种测量收缩是相对的,‘尺缩效应是相对的,在K系和K‘系中测量,都认为对方的尺缩短了。’。这里注意一下概念,测量收缩。测量收缩指的是测量的长度的收缩。直尺的长度分为本来的长度与测量的长度。测量的长度的收缩指的是‘在尺子长度方向上运动的尺子测量的长度比静止的尺子短’。测量收缩是相对的,就是说两把直尺,一把直尺静止,一把运动运动,在静止的尺子看来,运动的直尺测量收缩,在运动的尺子看来,静止的直尺测量收缩。而我们直接把测量收缩看成直尺收缩,即在静止的尺子看来,运动的直尺收缩,在运动的尺子看来,静止的直尺收缩。事实上测量收缩不等于直尺本来的长度的收缩。如果我们认为‘在静止的尺子看来,运动的直尺收缩,静止的直尺本身不变’,那么就会得出‘在运动的尺子看来,静止的直尺收缩,运动的直尺本身不变’。那么‘一定长度的物体运动会经过原本过不去的缝隙。运动使物体收缩,长度变短,所以能够过去原来静止的时候过不去的缝隙。’是不对的,因为在一定长度的物体看来,缝隙是运动,自身是静止的,缝隙收缩,自身长度不变,那么原本能够过去的缝隙也会变的过不去,得出完全相反的结论。(所以在这里如何理解运动是相对的,尺缩是相对的,很重要。)由于尺缩是相对的,从不同的参考系我们得出完全相反的结论。这里存在我们认识不清的地方。

结论一,静止的直尺不变,运动的直尺收缩;结论二,运动的直尺不变,静止的直尺收缩。那么静止的直尺变不变?运动的直尺变不变?到底是静止的直尺不变,运动的直尺收缩?还是运动的直尺不变,静止的直尺收缩?还是两个结论都成立?看来我们只有得出这样的结论:运动的直尺是不收缩的。解才能决这个问题。

在相对论中,假设光速不变,得出运动的直尺是收缩的,这里的收缩指的是测量收缩,不是运动物体本身长度的收缩。物体本身长度与运动无关,即,运动的直尺长度不变,变的只是测量的长度。这样才能解释运动的直尺收缩的相对性。

同样,时间分为测量时间与时间。所谓的钟慢指的是测量时间。并不是时间。运动是相对的,钟慢是相对的,静止的钟表看来,运动的钟表变慢;运动的钟表看来静止的钟表变慢。事实上两钟表各自的运动例如雷达钟光信号的运动状态没有改变,变的只是观察者。就像一个运动的物体,假设不发光,那么我们看不见它,那么它就不运动吗?不是的。观察不到,不是不存在。同样,观察的变化不等于物体本身的变化,测量时间的变化不等于时间的变化。时间是不变的。运动改变测量时间,不改变时间。例如材料二,‘--哥哥的确是活了15年,弟弟也的确认为自己活了45年,这时与参考系无关的,时间又是"绝对的"。这说明,不论物体运动状态如何,它本身所经历的时间是一个客观量,是绝对的,这称为固有时。’中哥哥的确是活了15年,弟弟也的确认为自己活了45年,是时间。,是不随参考系变化的与运动无关。

‘哥哥乘飞船回来后是15岁,弟弟可能已经是45岁了,说明时间是相对的,’这里,哥哥乘飞船回来后是15岁,弟弟可能已经是45岁了不是说哥哥还年轻,弟弟却变成中年了,在这里我们把15岁与45岁理解成不相等是不对的,15岁与45岁是相等的。15岁与45岁属于对时间的不同描述,就像哥哥会得出结论,哥哥是不动的,弟弟与地球是运动,在哥哥看来,哥哥自己是45岁,而弟弟却是15岁。即上面说的钟慢的相对性。无论我们把哥哥描述成15岁还是45岁,这里都是哥哥的年龄,是哥哥的固有时,是相等的,即15岁等于45岁。因为运动是相对的决定了运动的钟表变慢说的是测量时间变慢,不是时间变慢,即运动的观察者与静止的观察者的时间一样。不会由于运动而变年轻,但可以用不同的数字表示时间,我们称之为观测时间,并且这个数字可以较小。

结论:运动的直尺表示不变,但测量长度变短;运动的钟表不变,但观测的时间变慢。

对于光速变不变的问题,见《运动差角度分析光速不变》。

吴兴广2013年5月24日03:09:41

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(本文系小马吃鱼原创)