相对论因子√(1-v²/c²)是怎么产生的?
2018-07-03 14:00:26
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作者张祥前交流微信zhxq1105974776

相对论中相对论因子√(1- v²/ c²)【其中c是光速,v是光源运动速度】频繁出现在以下公式里:

相对论中长度缩短公式、时间膨胀公式、质速关系公式、动量公式、力变换公式等,这个是为什么呢?本文给出解释。

相对论诞生于对光速不变的解释。

所谓的光速不变,是这个样子的。

设想有两个刚体制造的长臂ab和ad 相互垂直,长度都是j,现在有一束光线从a点以速度c出发,分别射向d点和b点,经过相同的时间t后,同时汇聚到a点。

现在我们令这个发光装置abd中的臂ab沿着笛卡尔坐标系的x轴正方向以速度V【V的数量为v,本文大写字母为矢量,下同】前进。

按理说在这种情况下,光束从a点出发,射到d点再反射回来,所需要的时间为t = 2 j /√(c²-v²)= 2 j /c√(1-v²/c²)。

相对论因子√(1-v²/c²)第一次出现了。

光束从a点出发,射到b点再反射回来,所需要的时间为t = j /(c +v)+j /(c –v)

计算结果预言两束光不会同时返回,但是,迈克尔逊-莫雷实验却发现两束光线同时返回。

迈克尔逊-莫雷实验引起了人们广泛的讨论,只有爱因斯坦从时间、空间、运动出发,给出了一定程度的解释,并且诞生了相对论。

光速能不能看成矢量,相对论中没有深入讨论,按照相对论看法,光速与光源的运动速度无关,与观测者的选择无关,与时间无关,与空间位置无关,纯粹一个常数,所以,相对论倾向与认为光速不能够看成矢量,换句话,讨论光速的矢量性是没有意义的。

统一场论【百度张祥前新浪博客统一场论6版】提出了与之不同的看法,认为光速在某些情况下可以表现为矢量,和光源的运动速度有函数关系。

统一场论为了区分,把矢量光速叫光速度,用粗字体C表示,C可以变化。光速速率叫光速率,用细字体C表示,C不变。沿坐标的光速度叫光速,可以变化。

统一场论这种对光速的看法,本质上不是和相对论相矛盾的,应该是相对论对光速的认识有缺陷,或者说认识深度不够。

下面我们来论证:统一场论对光速这些新认识和相对论本质是一回事情,并求出矢量光速度C和光源速度v之间的函数关系。

设想惯性参考系xyo和x’y’o’相互以匀速度v沿x轴正方向直线运动。

在t = 0时刻,o点和o’点重合,一束光从光源(静止与o’点)出发。

按照相对论的看法,x’y’o’系的观测者认为,这一束光沿y’轴方向,速度为C’。

在x,y,o系的观测者认为,这一束光沿y’轴方向的速度为√(c²- v²)。 【c是矢量光速C的数量】

统一场论的看法是,在x,y,o系的观测者认为,这一束光相对于光源的行进路线偏离y’轴一个角度B, 方向沿o’p。

沿o’p方向的这一束光的速度看成矢量光速度C’,C’在y’轴上投影为√(c²- v²)

统一场论认为,光速度矢量的方向是可以变化的(模不变),随光源的运动速度V【V的数量为v】的变化而变化,二者满足于以下关系:

sinB = v /C

由以上关系,我们很容易知道,光速度C和光源速度V以及它们之间的夹角A满足以下关系:

cosA = v /c

由上式可以导出sinA = √(1- C²/ v²)这个实际上是相对论因子产生的根本原因。

总结统一场论对光速的看法,相对于我们静止的光源,周围的光速没有矢量意义,一旦光源相对于我们观测者以速度V运动时候,引起了V垂直方向的光速度方向发生变化,正是V才使光速具有了矢量意义。

换句话说,相对论趋向认为光速c和光源运动速度v没有函数关系,v不能改变c,但是,统一场论把光速扩展到矢量领域,矢量光速C可以是光源运动速度V函数,随着V的变化方向可以发生变化。

 
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