作者Frobenius (▽.(▽×▽φ)=0)
看板Physics
标题Re: [问题] 时间膨胀-相对论
时间Thu Jan 17 18:22:03 2013
※ 引述《chronodl (世界就在我眼前)》之铭言:
: 根据哈乐代课本 讨论一下
: 假设有两个事件A与B
: 我们在A点与B点各置一个时钟 两个时钟必须有同时性
前提是平直时空上的两个点
: 有一个物体 以速度V 从A运动到B
: 物体上也有一个时钟 称为时钟C
: 根据大一物理课本 物体由A到B C时钟量出的时间 我们称为"原时"
: 而物体由A到B AB位置上的两个时钟量出的为 一般时间
: 根据推导 我们知道 一般时间大於"原时"
: 所以我们称 我们"观测""量到"物体由A到B的时间大於他原本的时间(原时)
: 称之为"时间膨胀"
以上皆为观察者C的观点出发
假设此速度V = 0.8 c
所以当C的观点看 C 时钟从指针0秒到30秒的位置要花C时钟30秒的时间
因此从C的观点看A或B时钟从指针0秒到30秒的位置要花C时钟50秒的时间
换言之C的观点之下当C时钟到达30秒的位置,A或B时钟才到达18秒的位置
当C时钟到达50秒的位置,A或B时钟才到达30秒的位置
这就是所谓的"时间延迟"
C
|---------|---------|---------|---------|---------|-->
十 0 1 2 3 4 5
个 0 0 0 0 0 0
A or B
|---------|---------|---------|---------|---------|-->
十 0 0 1 1 2 3
个 0 6 2 8 4 0
A or B 的时间间隔膨胀,
这就是所谓的"时间膨胀"
若改由观察者A或B的观点出发
其相对速度也是V = 0.8 c
所以当A或B的观点看A或B时钟从指针0秒到30秒的位置要花A或B时钟30秒的时间
因此从A或B的观点看 C 时钟从指针0秒到30秒的位置要花A或B时钟50秒的时间
换言之A或B的观点之下当A或B时钟到达30秒的位置,C时钟才到达18秒的位置
当A或B时钟到达50秒的位置,C时钟才到达30秒的位置
这就是所谓的"时间延迟"
A or B
|---------|---------|---------|---------|---------|-->
十 0 1 2 3 4 5
个 0 0 0 0 0 0
C
|---------|---------|---------|---------|---------|-->
十 0 0 1 1 2 3
个 0 6 2 8 4 0
C 的时间间隔膨胀,
这就是所谓的"时间膨胀"
: 现在假设有一个操场 可以供人跑百米
: 在起跑点有一个时钟A 百米终点也有一个时钟B
: 现在爱因斯坦穿上运动服後 身上挂了个时钟C 欲跑百米
: 爱因斯坦从起点跑到终点後 根据他自己身上的时钟 他知道他跑了5秒 破人类纪录
: 但是根据裁判的AB钟 爱因斯坦100米跑了45秒 连参赛资都没有
5秒跑100米 => V = 20 米/秒
当爱因斯坦自己知道自己过了5秒,
他看裁判的时钟A或B都只过 4.99999999999998887349943946380329835762799秒
两个裁判相距 99.99999999999977746998878927606596715255981米
这就是所谓的"长度收缩"
同样的
当裁判自己知道自己过了5秒,
裁判看爱因斯坦的时钟C也只过 4.99999999999998887349943946380329835762799秒
爱因斯坦跑了 99.99999999999977746998878927606596715255981米
4.99999999999998887349943946380329835762799秒 * 20 米/秒
= 99.99999999999977746998878927606596715255981米
与裁判所看到的物理现象并不矛盾
: 现在我们可以知道
: 当爱因斯坦跑到终点时 他可以看见自己的钟是5秒 也看见B钟是45秒
: 於是乎爱因斯坦知道 自己的时间走得较慢
双方都认为对方时钟较慢,因为觉得对方时间有延迟
: 对於以上的黄字你同意吗? 呵呵
不同意,从爱因斯坦的观点,爱因斯坦知道 自己的时间走得较快
从裁判他们的观点,裁判他们知道 自己的时间走得较快
1F:→ herbert570:爱因斯坦会看到,AB两个钟上的时间不同步。 01/16 16:40
2F:→ herbert570:所以他会觉得,拿两个有时间差的钟放在起点和终点,然 01/16 16:40
3F:→ herbert570:後说他花的时间比较小,是件不合理的事情。 01/16 16:41
4F:→ herbert570: 多 01/16 16:41
5F:→ herbert570:你说AB已经同步化了,但AB的同步只在操场座标系中成立 01/16 16:42
6F:→ herbert570:在跑者的座标是不成立的。 01/16 16:42
7F:→ herbert570:(这边就先不管你说的只跑100米了) 01/16 16:43
8F:→ herbert570:哈哈 01/16 16:43
9F:嘘 t0444564:问别人还要说对方有问题... 01/17 11:04
请原PO要把持虚心求教的精神
: 我稍微回覆一下
: 你说爱因斯坦(就是那个吐舌头的贱人 贱人就是矫情 他比牛顿差多了)
: 看到AB钟不是同时性的
A跟B时钟可以透过距离的测定来调整时间而同步化
: 这是完全的正确
若未经过上述同步化过程一定是不同步的
: 但是可以有不同的结果 端看你是如何"看"
: 根据哈乐代课本 爱因斯坦是在AB之间 "同时"看AB
: 於是呢 因为光的速度不是无限 两个原本"同时"的钟 看起来就不同了
: 但是 我们也可以这样看:
: 在A的位置看A钟 得到一个读数m
: 在B的位置看B钟 也得到一个读数n
: 而n-m的值 就是同时的两个钟的时间差 也就是AB两事件的时间
: 於是 爱因斯坦也可以运用这两个"同时"的钟了
将A跟B的时间同步化之後,既然两者都是静止的惯性座标系
他们的时间观是一样的
: 承前篇 5秒小於45秒 爱因斯坦知道自己的时间比较慢
: 在这里跟我看你慢 你看我也慢 并不冲突
: 但是"我看你慢 你看我也慢" 牵扯更多
: 不可以将之以背诵的方式 背起来
※ 引述《chronodl (世界就在我眼前)》之铭言:
: 再发一篇 版主别觉得我占版面~
: 我想以我的观点探讨一下 我看你觉得你慢 你看我也觉得我慢
: 此一现象
: 我都是按照哈乐代课本的时钟法 若是有其他课本的其他方法 我就不知
: 甚麽是我看你觉得你慢
: 以之前的跑百米为例 裁判会觉得跑者爱因斯坦的时间是慢的
: 而所谓的 我看你慢 你看我也慢
: 也就是 我以"时钟""测量"你 得到的时间 比你自己身上的时钟所计的时间长
: 依据哈乐代 裁判用了两个钟 跑者只有一个钟 两个钟的时间长於一个钟的"原时"
以裁判的观点看A跟B时钟所得到的时间间隔也是"原时"
以老爱的观点看 C 时钟所得到的时间间隔也是"原时"
: 那甚麽是爱因斯坦看裁判也变慢呢?
: 因为可以视为爱因斯坦不动 时钟A与时钟B分别经过跑者
以爱因斯坦为观点本来就是视爱因斯坦为静止不动
: 爱因斯坦会测量出AB时钟都个别变慢 他还需要第四个时钟
所以可以说不需要第四个钟或说C时钟与第四个时钟相同
: 若是跑者只以身上的时钟去测 那测出的是"原时" 原时较小(课本已证)
: 那麽得不出"时间膨胀"的结果
: 所以爱因斯坦自己在跑就算了 他後面还跟着一个"会飞且与他等速"的钟
: 如此 爱因斯坦用了两个钟 才测出A或B钟走得较慢
: 於是"我看你你慢 你看我我也慢"
: 需要牵扯到谁是"原时" 以及用的时钟数
只要是观察者自己看自己的时间间隔就是原时
也就是观察者相对於观察者的速度为静止座标系
: 故不是文句讲的那麽简单且有误导观念的嫌疑
: 另 若是爱因斯坦身上的钟的"原时" 跟 A钟的"原时"比
: 两者会相等吗? 呵呵
: 有人知道吗
两者的"原时"当然相同
--
Maxwell's Electromagnetic Equations
▽‧D=ρ ∮D‧ds=Q
▽╳E=-dB/dt ∮E‧dl=-d(∫B‧ds)/dt
▽‧B=0 ∮B‧ds=0
▽╳H=J+dD/dt ∮H‧dl=I+d(∫D‧ds)/dt
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 118.168.86.110
※ 编辑: Frobenius 来自: 118.168.86.110 (01/17 18:34)
10F:推 chronodl:您真用心 01/17 22:02