作业帮光速不变是相对于什么而言?为什么我们测量运动着的物体的长度会变?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/28 17:39:42
光速不变是相对于什么而言?为什么我们测量运动着的物体的长度会变?
光速不变是相对于什么而言?为什么我们测量运动着的物体的长度会变?
光速不变是相对于什么而言?为什么我们测量运动着的物体的长度会变?
光速不变原理,在狭义相对论中,指的是无论在何种惯性系（惯性参照系）中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变.这个数值是299,792,458 米/秒.光速不变原理是由联立求解麦克斯韦方程组得到的,并为迈克尔逊—莫雷实验所证实.光速不变原理是爱因斯坦创立狭义相对论的基本出发点之一.在广义相对论中,由于所谓惯性参照系不再存在,爱因斯坦引入了广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的.这也使得光速不变原理可以应用到所有参考系中.爱因斯坦1905年9月发表在德国《物理学年鉴》上的那篇著名的相对论论文《论动体的电动力学》,提到光速问题的话有四段：“光在空虚空间里总是以一确定的速度V传播着,这速度同发射体的运动状态无关.” “下面的考虑是以相对性原理和光速不变原理为依据的,这两条原理我们定义如下：1.物理体系的状态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是两个在互相匀速平行移动着的坐标系中的哪一个并无关系.2.任何光线在‘静止的’坐标系中都是以确定的速度V运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的.” “对于大于光速的速度,我们的讨论就变得毫无疑义了；在以后的讨论中,我们会发现,光速在我们的物理理论中扮演着无限大速度的角色.” “由此,当υ=V时,W就变成无限大.正像我们以前的结果一样,超光速的速度没有存在的可能.” （《爱因斯坦奇迹年━━改变物理学面貌的五篇论文》[美] 约翰?施塔赫尔主编,范岱年、许良英译,上海科技教育出版社2001年版 第97━98页,第100━101页,第109页,第127页.） 光速不变第四解为质速解,此解从质速关系得来.爱因斯坦质速关系式：m=m0/√1-υ2/c2（m为运动质量,m0为静止质量,υ为物体运动速度,c为光速）说明：物体以远低于光速的速度（人体尺度下）运动时,质量变化不明显,增加的质量忽略不计,可认为质量不变,以经典力学规律足可以应付计算需要.但接近光速运动时,物体质量增加较多,随着向光速的靠近,质量趋向无限大.大小两极相通,质量无限大因两极同一又为无限小,质量无限小可视为零,因此光子无静止质量.光作为极限物,大小同一,动静也同一,无静止质量即为无运动质量.从质速关系式也可得m0=0时,m=0,υ=c时,此公式不成立.有人认为没有质量怎会有能量?须知电磁场为能量场,光量子又是能量子,因光子无质量,任一能量值在与质量对比时都为无限大,因无质量,运动中也不消耗能量,除传递能量给其它物体外,光子能量足以保持其速度不变.