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[补充第11节]
按照图2所示两坐标系的相对取向,该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分,首先只考虑x轴发生的<u>事件</u>。任何一个这样的<u>事件</u>,对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示,对于坐标系K’则由横坐x’和时间t’来表示。当给定x和t时,我们要求出x’和t’。
沿着正x轴前进的一个光信号按照方程:
或x=ct。
x-ct=0
传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K’传播,因此相对于坐标系K’的传播将由类似的公式:
x’-ct’=0
表示。满足的那些空时点(事件)必须也满足(2),显然这一点是成立的,只要关系:
(x’-ct’)=λ(x-ct)(3)
一般满足,其中λ表示一个常数;因为,按照(3),(x-ct)等于零时(x’-ct’)就必然也等于零。
如果我们对向着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑,我们就得到条件:
(x’-ct’)=μ(x-ct)(4)
方程(3)和(4)相加(或相减),并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ,令:
a=(μ+λ)/2;
以及b=(μ-λ)/2;
我们得到方程:
x’=ax-bct;
ct’=act-bx(5)
因此若常数a和b为已知,我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。
以于K’的原点我们永远有x’=0,因此按照(5)的第一个方程:
x=bc/a×t。
如果我们将K’的原点相对于K的运动的速度称为v,我们就有:
v=bc/a_(6)
同一量值v可以从议程(5)得出,只要我们计算K’的另一点相对于K的速度,或者计算K的一点相对于K’的速度(指向负x轴)。总之,我们可以指定v为两坐标系的相对速度。
还有,相对性原理告诉我们,由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度,必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x’轴上的诸点是什么样子,我们只需要从K对K’拍个“快照”;这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值,例如t=0,对于这个t的值,我们从(5)的第一个方程就得到:
x’=ax。
因此,如果在K’坐标系中测量,x’轴上两点相隔的距离为1=x,该两点在我们的瞬时快照中相隔的距离就是:
△x=1/a(7)
但是如... -->>
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