洛倫茲收縮是怎樣得出光速不變結論的?

劉雲成1021


光速不變是狹義相對論的的一個假設,跟洛倫茲變換沒有直接的關聯。

或許您會感到奇怪,這麼重要的一條理論居然是一個假設。事實上,兩點之間直線最短,平行線永不相交,還有萬有引力這些都是假設。這些假設不違揹我們的經驗,而且不這麼假設就會引發很多問題。那麼如果不做光速不變的假設會引起什麼問題呢?

如果光速可以跟物體運動速度疊加的話,你拿著手電筒照在牆上,晃動手電筒牆上的光點不應該留下軌跡,而是跳躍的光點,就像電影中甩動手槍讓子彈飛出弧形那樣。但這種現象根本不存在,不管你的電筒動得有多快,光點的軌跡都是連續的。光有波的特點,船在水中激起的波紋不會隨著船移動,你會看到船都拖著長長的水波。光速不變其實就這麼簡單。

洛倫茲變換(不叫收縮)最初是在研究電磁波時做出的公式。它用到了光速這個常量,只是因為湊巧電磁波的運動速度跟光速是一樣的。這個公式寫出來的時候,還沒有光速不變的假設。後來,愛因斯坦做了光速不變的假設,並根據這個假設,設想了光計時器(一種用光速計時的鐘表)之後他發現可以用這個公式進行參照系之間的座標變換。這樣才把洛倫茲變換跟光速不變聯繫起來。

說了這麼多,其實就一句話,洛倫茲變換是根據光速不變做出的推論,而不是根據洛倫茲變換推導出的光速不變。


日衝信息 黃


洛倫茲變換是狹義相對論中兩個作相對勻速運動的慣性參考系(S和S′)之間的座標變換。若S系的座標軸為X、Y和Z,S′系的座標軸為X′、Y′和Z′。為了簡單,讓X、Y和Z軸分別平行於X′、Y′和Z′軸,S′系相對於S系以不變速度v沿X軸的正方向運動,當t=t′ = 0 時,S系和S′系的原點互相重合。同一個物理事件在S系和S′系中的時空座標由下列關係式相聯繫:

式中 , ;c為真空中的光速[1] 。其逆變換形式為

這個關係式稱為洛倫茲變換。不同慣性系中的物理定律在洛倫茲變換下數學形式不變,它反映了空間和時間的密切聯繫,是狹義相對論中最基本的關係[1] 。


大國民1974


加強腹肌,抗打!受不了就舉手投降


分享到:


相關文章: