相對(duì)論淺說(shuō)3：光的悲劇

《相對(duì)論淺說(shuō)3：光的悲劇》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。

1、相對(duì)論淺說(shuō)3：光的悲劇相對(duì)論淺說(shuō)3：光的悲劇相對(duì)論淺說(shuō)3：光的悲劇相對(duì)論淺說(shuō)3：光的悲劇　　三、光的悲劇　　　　我們已經(jīng)討論了運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性以及可能有無(wú)數(shù)個(gè)慣性系的存在，在這些慣性系里，物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律都是相同的。但是，還有另外一種運(yùn)動(dòng)，乍看起來(lái)同我們建立的原理是矛盾的。這就是光的傳播?！　　　」獾膫鞑ニ俣仁敲棵?0萬(wàn)公里，這一巨大的速度對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是難以想象的。這是因?yàn)槲覀兺ǔＪ煜さ乃俣纫裙馑傩〉枚啵麄冎g的差異非常懸殊。例如，在我們知道的與之有關(guān)的物體運(yùn)動(dòng)中，地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的速度是很大的，但盡管如此，地球旋轉(zhuǎn)的速度也只不過(guò)是每秒30公里而已?！　　　」鈧鞑サ?/p>

2、巨大速度，其本身也不是什么奇特的現(xiàn)象，但令人驚奇的是光速的永恒不變性?！　　　∥覀兡軌蛉藶榈丶哟蠡蛘邷p低一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度，甚至可以增減槍彈的射速。我們只需要在子彈前方，放置一個(gè)沙箱，子彈傳破沙箱后，其速度就會(huì)減低?！　　　」鈧鞑サ那闆r就不同了。讓我們?cè)谝皇饩€通過(guò)的途中，放置一個(gè)玻璃盤子。因?yàn)楣馔ㄟ^(guò)玻璃的速度，要比在真空中傳播的速度小。按常理說(shuō)，這樣一來(lái)，這束光傳播的速度就會(huì)降低，但是，光線通過(guò)玻璃以后，它又恢復(fù)每秒30萬(wàn)公里的速度?！　　　∽訌椀乃俣戎饕捎跇寖?nèi)的構(gòu)造和彈藥的特性來(lái)決定。而對(duì)于光來(lái)說(shuō)，不管是什么光源，光的速度總是相同的、不變的?！　　　∮纱宋?/p>

3、們知道，光在真空中的傳播有其非常重要的特性，即光速不可能加大或者減小。　　　　光在真空中的傳播特性，同運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理之間似乎產(chǎn)生了矛盾?！　　　≡O(shè)想有一列以每秒24萬(wàn)公里飛馳的火車，我們乘上這列火車的第一節(jié)車廂，在最后一節(jié)車廂里同時(shí)打開(kāi)一盞電燈。這時(shí)測(cè)量電燈光從車廂一端向另一端傳播所需要的時(shí)間，我們很容易推斷出一種“奇特”的現(xiàn)象?！　　　∠鄬?duì)于每秒24萬(wàn)公里的火車來(lái)說(shuō)，光看起來(lái)僅以每秒30萬(wàn)-24萬(wàn)=6萬(wàn)公里的速度傳播。這似乎是光必須追趕第一節(jié)車廂。如果，位置相反，我們?cè)诨疖嚨牡谝还?jié)車廂安置一盞電燈，并測(cè)量出光到達(dá)尾節(jié)車廂所需的時(shí)間，這是的速度就是24萬(wàn)+30

4、萬(wàn)=54萬(wàn)公里。　　　　于是在一列運(yùn)動(dòng)的火車上看起來(lái)，光傳播的方向不同，其速度也不相同。而在一列靜止的火車上，光傳播的方向不同，速度卻是相同的?！　　　∽訌椷\(yùn)動(dòng)的情況完全不同。假如在運(yùn)動(dòng)的火車上大強(qiáng)，不管子彈運(yùn)動(dòng)的方向同火車運(yùn)動(dòng)的方向相同還是相反，相對(duì)于火車子彈的速度總是不變的?！　　　∈聦?shí)是這樣的：子彈的速度是由槍的射速?zèng)Q定的，而光的速度卻并不會(huì)因?yàn)闊襞莸倪\(yùn)動(dòng)情況而改變?！　　　∮纱宋覀兯坪蹩梢缘贸鲞@樣的結(jié)論：光的傳播速度同運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理相矛盾。相對(duì)于運(yùn)動(dòng)的或靜止的車廂，子彈的射速都是相同的。而在一列以每秒24萬(wàn)公里的速度飛馳的火車上，光傳播的方向同火車運(yùn)動(dòng)

5、方向相同時(shí)，光的速度是在靜止火車上的1/5.而當(dāng)光傳播的方向同火車運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，光的速度是在靜止火車上的倍?！　　　∵@同我們?cè)谏弦黄谒榻B的相對(duì)性原理是完全不同的?！　　　∶鎸?duì)這一矛盾怎么辦呢？在提出這一情況的看法和意見(jiàn)之前，先讓我們考慮下面的這樣一個(gè)情況：光的傳播同運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性之間的矛盾完全是來(lái)自人們的主管臆造。必須承認(rèn)，這一主觀臆造在某種情況下，還是很有說(shuō)服力的。但是，如果我們僅僅相信主觀推斷，就會(huì)成為那些試圖從腦袋里生成自然規(guī)律的古代哲學(xué)家。按照這樣的方法去解釋世界，有朝一日，客觀世界將成為一個(gè)面目全非的東西?！　　　?shí)驗(yàn)是一切物理理論的最高鑒定者。因而

6、我們不應(yīng)把自己束縛在空泛的議論與想象之中，因而必須投入到實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐中去。實(shí)驗(yàn)將會(huì)表明，在這種情況下，光實(shí)際是如何傳播的。　　　　我們的實(shí)驗(yàn)將因?yàn)檫@樣的事實(shí)變得比較方便：我們自己生活的地球就是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體。地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，它的運(yùn)動(dòng)不是直線的，因而相對(duì)于任何慣性系，它不可能處于恒久的靜止?fàn)顟B(tài)?！　　　∨c一個(gè)參照系相對(duì)而言，地球在二月是靜止不動(dòng)的。但到了七月，地球又肯定是處于運(yùn)動(dòng)之中了。這是因?yàn)榈厍蚶@太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的方向改變了。實(shí)際上，我們?cè)诘厍蛏涎芯抗獾膫鞑?，是在一個(gè)以每秒30公里的速度運(yùn)動(dòng)著的物體上進(jìn)行的，這一條件對(duì)我們的研究起著不可忽視的影響?！　　　∏懊嫖覀冇懻撨^(guò)

7、光在以列運(yùn)動(dòng)中的火車上傳播的情形。那么我們的地球是否和這一運(yùn)動(dòng)中的火車一樣呢？我們?cè)O(shè)想，那列火車作勻速直線運(yùn)動(dòng)，而地球卻是沿著圓形軌道運(yùn)動(dòng)的。盡管如此，我們還是可以把地球看作是做勻速直線運(yùn)動(dòng)。從觀察的的觀點(diǎn)考慮，這其中存在誤差，但這一誤差是極其微小的，甚至小得很難觀測(cè)出來(lái)?！　　　〖热晃覀儼训厍虮茸骰疖?，我們自然會(huì)想到：光在地球上的傳播情形應(yīng)該和光在火車上的傳播情形相同，即光沿不同的方向傳播，其速度不同?！　　　?881年，美國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家A·麥克爾遜作了關(guān)于上述問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)。A·麥克爾遜以高度的準(zhǔn)確性測(cè)量了光沿著不同方向傳播的速度數(shù)值。為了探測(cè)預(yù)想中的微小差別

8、，A·麥克爾遜使用了非常