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‘運(yùn)動(dòng)鐘慢’和‘運(yùn)動(dòng)尺縮’效應(yīng)及其解釋

狹義相對(duì)論關(guān)于時(shí)空的基本概念和基本規(guī)律

§3.3  運(yùn)動(dòng)鐘慢運(yùn)動(dòng)尺縮效應(yīng)及其解釋

     我們將通過(guò)光鐘來(lái)說(shuō)明和解釋運(yùn)動(dòng)鐘慢運(yùn)動(dòng)尺縮效應(yīng)。

  3.3.1  光鐘

圖(3.3 所示,光鐘’由兩理想的平行平面反射鏡組成,其中一鏡的表面置有垂直發(fā)射光子的光源,所發(fā)射的一群光子將在兩反射鏡之間來(lái)回垂直反射,并且總是以光速c運(yùn)動(dòng)(假定‘光鐘’內(nèi)部為真空)。若兩平面反射鏡相距為d,則一個(gè)來(lái)回反射(例如從下鏡反射至上鏡,再反射至下鏡)算作一周期T=2d/c,量度周期的次數(shù),就可用以測(cè)量時(shí)間。

之內(nèi),如果光速c與光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),相對(duì)不同慣性參照系的光速就會(huì)不相同,這違反狹義相對(duì)性原理)。如果要懷疑這個(gè)基本假設(shè)就必須提出理論和實(shí)驗(yàn)根據(jù),可是現(xiàn)在還不存在可靠的可以否定這個(gè)基本假設(shè)的根據(jù)。

光子在鏡面的反射,可視為彈性碰撞,故碰撞前后,速度大小不變。光子

反射后繼續(xù)以光速c在‘光鐘’內(nèi)運(yùn)動(dòng)是由于慣性;雖然光子的靜止質(zhì)量為0

它還是有慣性的,因?yàn)榕nD第一運(yùn)動(dòng)定律是可以推廣到狹義相對(duì)論的。

                       必須指出,按照所研究的問(wèn)題,‘光鐘’擺放的方位可以有不同的選擇,例如,

‘光鐘’的平面反射鏡可以平行于坐標(biāo)系的XOZ平面、或平行于YOX平面、或

平行于ZOY平面、或其它平面。還必須強(qiáng)調(diào),‘光鐘’在其中靜止的慣性參照系

只是許許多多的慣性參照系中的一個(gè)。無(wú)論在牛頓力學(xué)中還是在狹義相對(duì)論中,

都認(rèn)為所有的慣性參照系都是平權(quán)的,即沒(méi)有某一個(gè)慣 性參照系比其它慣性參照

系表現(xiàn)特殊。因此,我們除了研究‘光鐘’中的光子相對(duì)于反射鏡(即‘光鐘’

在其內(nèi)靜止之慣性參照系)的運(yùn)動(dòng)外,也可以研究‘光鐘’中的光子相對(duì)于其它

慣性參照系的運(yùn)動(dòng)。由于所有的慣性參照系都是平權(quán)的,這些運(yùn)動(dòng)都是真實(shí)的;

要強(qiáng)調(diào)一下,不可能只有光子相對(duì)于‘光鐘’在其內(nèi)靜止之慣性參照系的運(yùn)動(dòng)是

唯一真實(shí)的,而應(yīng)當(dāng)是光子相對(duì)于一切慣性參照系的運(yùn)動(dòng)都是真實(shí)的。

                     為了正確地研究光子相對(duì)于其它慣性參照系的運(yùn)動(dòng),必須注意:

1、運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)的,要說(shuō)明一個(gè)運(yùn)動(dòng),須要指出這個(gè)運(yùn)動(dòng)所相對(duì)的慣性參照系。

沒(méi)有參照系、只由物體本身決定的‘運(yùn)動(dòng)’是不存在的(牛頓的所謂‘絕對(duì)運(yùn)動(dòng)’

也是有參照系的,‘以太’就是其參照系)。此外,在狹義相對(duì)論中,時(shí)間的量度

也是要依賴(lài)于慣性參照系的,在狹義相對(duì)論中不存在不依賴(lài)于參照系的‘絕對(duì)時(shí)

間’,如果否定這點(diǎn),就要否定狹義相對(duì)論,就必須提出理論和實(shí)驗(yàn)根據(jù)。

2、 對(duì)于狹義相對(duì)論的時(shí)空,時(shí)間和空間是緊密結(jié)合在起形成‘4維時(shí)-空’統(tǒng)一

體;一質(zhì)點(diǎn)在4時(shí)-空中的位移可用4時(shí)-空位移矢量

 



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