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’和‘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’和‘運(yùn)動(dòng)尺縮’效應(yīng)。
3.3.1 光鐘
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)合在一起形成‘4維時(shí)-空’統(tǒng)一
體;一質(zhì)點(diǎn)在4維時(shí)-空中的位移可用4維時(shí)-空位移矢量
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