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一辆接近光速的火车上与平行的一道光的相对速度是多少

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/05 17:47:43
一辆接近光速的火车上与平行的一道光的相对速度是多少
那么站在路旁的甲与这道光的相对速度是多少?
答:光速
解析:狭义相对论两个基本假设之一:光速不变原理——即对所有惯性系,光速不变.
再问: 那么站在路旁的甲与这道光的相对速度是多少?
再答: 答:一样,也是光速c。
再问: 既然这样的话,那岂不是人与火车同速?
再答: 答:你根据什么判断人与火车同速?——以什么为参考系?
再问: 火车与这道光的相对速度相同,人与这道光的相对速度也相同,就是说车速是c-c=0
再答: 答:错了,任何有质量的物体的速度不可能达到光速,否则就没有时间的概念了,时间已经停止了,何谈速度?
再问: 接近光速而已,方便运算视为光速,此时时间还在运动,但是火车的速度就接近了静止的速度
再答: 答:你的错误一直站在牛顿的绝对时空观去研究相对论时空观的问题,在微观、高速时,牛顿的绝对时间、绝对的空间已经不适用了。对应的相对速度也不能用牛顿的绝对时空观去处理了,我问你一个问题:两列火车假设分别反向运动,对地的速度为v=0.6c(c为光速),那么站在一列火车上的人,看另一列火车的速度为多大,按你的说法是不是1.2c?而你学到狭义相对论的速度变换会得到两者的相对速度为0.882c。 回到你的问题:假设火车的速度为u=0.99c,光速与火车上的方向相同,我们在地面上看到的光速为v=c,在以火车为参考系,光速为v`,则由狭义相对论速度变换公式知v=(u+v`)/(1+uv`/c^2),代入得v`=c。也就是你在火车上看到的光速仍为c。