關於相對論的小問題謝謝,相對論的小問題

時間 2022-09-13 12:16:05

1樓:匿名使用者

這個問題在狹義相對論範疇內無法解決,因為問題涉及到非慣性係,需要涉及廣義相對論。

飛船走了又回,中間必然經過乙個變速階段,飛船上的人將明顯感受到變速力的作用,知道自身處於了非慣性係中,根據廣義相對論,自身時鐘將變慢;利用前後速度大小不變這一對稱性,可以計算出本來星球上的時間相對變慢了,但由於自身受到變速力的作用時鐘變得更慢,於是掉頭後反而發現星球上的時間相對變快了,也就是星球上的丙一下子變得比自己老很多了,雖然後面看到丙老得慢,但到返回星球時丙都還比自己老一些,正好與丙計算的結果符合。

甲、乙的相對速度為:w=(u+v)/(1+uv/c^2)=1.1c/1.

28=0.86c,由於乙的速度變化大,從+0.7c變到-0.

7c,變速過程中乙受到變速力的作用時鐘變得比甲更慢,所以兩人的計算結果最終一致:乙比甲年輕,數值與丙算的一致。

總之,甲、乙都親身經歷了非慣性係變速力使自身時間驟減的階段,而且乙減的更多;而丙一直都處於慣性系中,時間始終均勻流逝。這樣三個人的計算結果最終一致:乙最年輕,約過了21.

4年;甲其次,約過了27.5年;丙過了30年。

至於問題補充,出現了超光速,時間出現虛數,相對論不再適用了,到底會什麼樣子,現有的科學理論都不能回答。

但若是改為乙以0.86光速運動,那麼乙相對星球的速度將是:v=(w-u)/(1-wu/c^2)=(0.

86c-0.4c)/(1-0.4*0.

86)=0.7c,如上考慮到廣義相對論提出的非慣性係變速力使自身時間延緩的效應,則星球和乙的時間都將由於經歷了非慣性係變速力使自身時間驟減的階段而使得他們各自的計算結果最終一致:乙最年輕,約過了15.

3年;丙其次,約過了27.5年;甲過了30年。

以上分析可以結合下面關於雙生子佯謬的計算分析來理解:

因為問題涉及到非慣性係,在狹義相對論範疇內無法解決,需要涉及廣義相對論。

設飛船上的人為b,地面上的人為a.

如果b一直以0.8光速勻速直線運動駛離a,確實是a,b都觀測到對方更年輕,但這樣的話,a和b也永遠不會再見面,來確認到底誰年輕。

b要回來,必須經過乙個變速階段,減速到0再加速返回,所以飛船b的整個旅程就不是乙個慣性系,就是在掉頭前後,b對a的描述從乙個慣性系急劇的變化到另乙個慣性系。

用公式計算可知,掉頭後由於速度變為負的,所以時間差也變為原來的負值!假設b掉頭的地方距地球8光年,b的速度為0.8c=0.

8光年/年,掉頭前b觀測到a的鐘落後了6.4年,掉頭後b會發現a的鐘變為超前自己6.4年,所以b發現掉頭的瞬間地球上過去了6.

4+6.4=12.8年。

a的結論:8光年以0.8c的速度要飛10年,所以20年後b會回來,但b的鐘變慢,地球上20年後b應該只過了12年。

b的結論:因為動尺縮短,8光年的距離在b看來只有4.8光年,所以b在飛船上只需飛6*2=12年即可回到地球;而在b看來地球上a的鐘變慢,b過了6年時a的鐘只走了3.

6年,來回7.2年,再加上掉頭時突變的12.8年,在b看來地球上a應該過了7.

2+12.8=20年。

可見並無矛盾。

為什麼掉頭時時間會突變?首先要確認掉頭前後b所處的是被非慣性係變速力改變的兩個不同的參考係。由洛侖茲變換中t的公式可推得,掉頭前:

ta-tb=(u/c^2)*(xa-xb)=0.8*(-8)= - 6.4年,即地球上a的鐘落後了6.4年;

掉頭後只需把u換成(-u):

ta2-tb2=-0.8*(-8)=6.4年,變成了超前6.4年。

-------------

其中ta,tb是掉頭前b觀測到的a的鍾及b自己的鐘的時間,

ta2和tb2是掉頭後的,

xa和xb是a與b的座標位置。

至於量子力學,很多書上都有講解,比如曾謹言的《量子力學導論》講得就不錯,如果非要說的話,那也只能說一小部分,因為它實在不是短短幾句話就能講清楚的。…… 玻爾曾說:「如果誰沒被量子力學搞得頭暈,那他就一定是不理解量子力學。

」愛因斯坦說:「我思考量子力學的時間百倍於廣義相對論,但依然不明白。」

簡單的說,量子力學發現微觀物質運動規律無法用巨集觀理論描述,首先在實驗觀測上就無法測準,具有不確定性,像巨集觀適用的位置和動量、時間和能量等,只能得到統計性的規律;實驗還發現波具有粒子的性質,能量、動量等都是量子化的;而且發現粒子具有波動屬性,對它的描述只能給出各種狀態的概率描述,這些態函式遵循一定的動力學規律,可以用薛丁格方程和海森堡矩陣力學描繪;考慮到相對論效應,又發展了狄拉克理論、量子場論、qed、qcd、gut以及超弦-m理論等。更深入的理解,建議你還是參考一下一些教材之類的資料吧。

2樓:

首先你要知道參照系的問題,你所說的0.4、0.7倍光速我就當作是以星球為參照系了,那麼肯定是0.

7倍速度飛船上的人年齡小,因為相對論效應更明顯,時間相對於星球人來說流逝得更緩慢。雙生子佯謬其實是刻意把經典物理的概念照搬到相對論的錯誤,當然實際上是不存在的,狹義相對論就是犯了類似的錯誤。

相對論的小問題

3樓:阿木亮

上一位朋友說得很正確。1/2mv^2其實是e-e0根據麥克勞林公式在v<

4樓:匿名使用者

不能直接計算動能,加速後粒子的質量會增加。

再何況總能量就等於靜止能量加動能,你再算算動能,ek=e-e0...

關於相對論的問題

5樓:

問題出在「……而地面上的觀察者看到的示數不一致」,這是不對的!

不同慣性系的兩個觀測者所用的測量工具(尺與表)一定得是相對於他靜止的,否則,他的工具就是別的慣性系裡該用的,而不是他該用的。

具體來說,固定於火車兩端的那兩個秒錶相對於火車上的觀測者(設為東東)是靜止的,對於東東來說這是合格的測量時間的工具;但這兩個秒錶相對於地面上的觀測者(設為晶晶)是運動的,對於晶晶來說這不是合格的測量時間的工具!晶晶該用的的秒錶必須是固定於地面——相對於地面靜止的!晶晶用這樣的合格的兩個秒錶,測量火車上的光到達火車的頭與尾這兩個事件才能得出「地面上的觀察者看到的示數不一致」這個結論!

總之,需要四個秒錶,兩個在火車上(所得示數一致),兩個在地面上(所得示數不一致),東東與晶晶各有屬於自己的兩個秒錶。

相對論問題,請詳細解答,謝謝 20

6樓:命運終點

設路基為靜系,火車為動系,路基系看來車頭燈亮的座標為(x1,t1),車尾亮的座標為(x2,t2),火車系看來車頭燈亮座標為(x1',t1'),車尾亮座標為(x2',t2')。設靜系內火車長為l,則根據洛倫茲變換式,有:

t2'-t1'=γ[(t2-t1)-v(x2-x1)/c^2],由題意x2-x1=-l,t2-t1=0,帶入上式得t2'-t1'=γvl/c^2>0,所以t2'>t1',故在車廂上看車頭的燈先亮。

7樓:

車頭燈先亮,車尾燈後亮

狹義相對論的乙個很基礎問題,求幫助啊~謝謝

8樓:冤冤相報自非輕

在高中的理解範圍內:(長度縮短和時間膨脹都取最簡單的關係。)

這個是這樣的,觀測取決於參考係,而長度縮短的效應應該是在s'系中乙個靜止的物體的長度在s系中看來縮短了,注意必須要是靜止,時間的膨脹也是一樣,必須在s'系中靜止,在s系中看才有時間膨脹的那個簡單公式。

所以:1)、你用公式時,s'系是粒子,粒子是靜止的,在地球s系中看來可以用時間膨脹的公式,所以是對的

2)、3)問的原計算就不解釋了,應該比較好理解,現在說你的問題

2)中,為什麼不是粒子看距離的1/7呢?因為你取s'系是粒子,它沒有動,所以你說看到是1/7的應該是粒子的大小變化,而不是它的路程變化。

反之,你可以這樣思考,在地球上有一靜止的長度為420公尺的尺子,粒子從開始到結束飛過了這420m,如果取地球為s'系,粒子為s系,那麼地球的尺子滿足靜止的要求,所以在粒子看來變短了,成了420*1/7=60m,這也就是粒子看來它飛過的距離,這個也與原來第3)問的計算吻合。

9樓:

從地球上觀測者甲的觀點看,粒子相對於地球以近光速飛行了420公尺和1.4微秒;從粒子上觀測者乙的觀點看,粒子相對於地球以近光速飛行了60公尺和0.2微秒。

對於甲來說,他可以在確定粒子的起點和終點後,從容地用靜尺的一端對準起點然後讓另一端對準終點後讀出420公尺。

對於乙來說,他就不可能象甲那麼從容了,他一定要在同一時刻同時確定起點和終點的位置(然後相減得出距離),否則,他將高速遠去,不能跑回來(跑回來就相當於已脫離了原來的慣性系)再測這段距離了;或者,更實際些,他可用他的相對速度乘以他經歷的時間0.2微秒來算這段距離——不直接用尺量。

總之,可實際用尺從容丈量所得的距離(長度)才是相當於物體靜止長度的那個量,需要同時確定起點和終點的位置的直接測量(這在實際中往往做不到)或用時間乘速度的間接測量才能得到的距離(長度)則是相當於物體運動長度的那個量。

10樓:匿名使用者

我當時也學過,實在想不起來 了。這些東西有用嗎?高考占分比重也不大,頂多乙個選擇題。

關於相對論

11樓:命運終點

^因為如果是s^2=(ct)^2+x^2,則線元ds^2=c^2dt^2+dx^2在洛倫茲變換下不為不變數。

只有在s^2取回(ct)^2-x^2或其負值的情況下,答ds^2在洛倫茲變換下才能保持不變。

證明過程見附圖

關於相對論的悖論問題怎麼解釋,關於相對論的乙個悖論問題怎麼解釋

這個不是悖論。相對論裡的相對速度不是簡單的速度差,愛因斯坦相對論速度公式 v v1 v2 1 v1v2 c 2 這個算出來的相對速度肯定不超過光速。而且也不是你想的那樣,因為不超過光速,相對速度就等於光速。b跟a的相對速度算出來是24萬加0.48km sc跟a的相對速度是24萬加0.96km s雖然...

關於相對論的問題,乙個關於相對論的問題

我只學過狹義相對論 我想說的是時間膨脹效應的公式速度不能達到光速 若為c則分母為零無意義了。還有他確實感覺不到自己時間停止了,相對與他的參照系,他只感覺我們的時間變慢了 注意都是相對的 關於這方面有個有趣的雙生子謬論也許可以幫助你理解這個奇妙的現象。他的時間是我們看上去像是停止的,他自己看自己的時間...

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1 由相對論效應,觀測站測出船身的長度為54,觀測站測得飛船船身通過觀測站的時間間隔為2.25 2 太空飛行員測得船身長度即固有長度90,通過觀測站的時間間隔為3.75 這些都沒錯!這個過程在船裡歷時3.75,根據相對論時間公式,在地上應為6.25 這裡錯了!你錯用了鐘慢效應的公式td tj 1 v...

關於相對論的問題

火箭經過極短時間加速到亞光速,飛行一段時間後,用極短時間掉頭,又飛行一段時間,用極短時間減速與地球相遇。這樣處理的目的是略去加速和減速造成的影響。在地球參考係中很好討論,火箭始終是動鐘,重逢時b比a年輕。在火箭參考係內,地球在勻速過程中是動鐘,時間程序比火箭內慢,但最關鍵的地方是火箭掉頭的過程。在掉...

關於相對論光速的問題,關於相對論 光速的乙個問題。

c是光速。在高速時計算速度疊加不能簡單地把兩個速度相加。在巨集觀 低速 弱引力場模型中伽利略變換是近似成立的,而在微觀 高速 強引力場模型中要使用洛倫茲變換。相對論認為攜帶能量和資訊的物質運動速度不能超過光速,縱使光速與光速疊加,速度仍然是1倍光速。所以不可能出現1.98倍光速。無論在何種慣性參照系...