作业帮不用光速不变怎样推出相对论?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 16:28:42
不用光速不变怎样推出相对论?
不用光速不变怎样推出相对论?
不用光速不变怎样推出相对论?
相对论是一种哲学思想,认为一切事物的大、小、多、少、正、反都是相对的,是对立统一的.
没有大就无所谓小,没有长就无所谓短、没有高就无所谓矮,没有快就无所谓慢.一张纸,没有了正面,反面也同时不存在了.
这种哲学思想的证明显然不需要光速不变原理.
把相对论的哲学思想应用在物理学理论中,就是相对论物理学（现在常常简称为相对论）.
相对论物理学建立在三个理论基础上,
1、光速不变原理.（麦克尔逊－莫雷实验）
2、物理学定律在任何惯性系上等价.（伽利略变换）
3、在封闭惯性系统内无法测量到自身的运动速度.（速度是描述两个质点相对距离变化快慢的物理量,单独一个系统不存在速度）
这三个理论缺一不可.
其实光速不变原理隐含在上面三个基础中的第三条中了.所以严格的说,上面的三条基础理论中只用2、3、条就可以推出相对论了.换句话说,其实光速不变原理本身就是相对论（物理学）的一部份,可以看作相对论的第一个结论.
因为速度是描述两个物体相对距离变化快慢的物理量,因此我们称之为“距离变化率”也许就更不易混淆了.仅仅一个物体时,不存在距离问题,因此也就更不可能存在“距离变化率”的概念了.
假设宇宙中只有一个质点（物体）A,在A质点上,没有任何方法能确定它自己的“距离变化率”,因为没有参照物.在这个质点上,测量到的光的速度是各向相同,速度恒定的（这一点麦克尔逊－莫雷实验已经证明了）.
显然如果把A改叫做B也不影响上面的关系.因此如果宇宙中只有一个B质点也一样.
如果A、B同时存在,各自也都可以无视对方的存在.依然符合各自独立存在时的情况.这就像一个人在火车上跑步,与地面上有没有人看,或者地面上有没有人跑步没关系一样.各自相对光的速度与有没有第三者,以及第三者相对作什么样的运动无关.
这是与经典物理学不同的地方,在相对论里因为没有绝对速度,一切速度都只能是两点间距离的变化率,所以速度不能（直接）叠加.因为速度仅仅与相互参照的两个质点相关,与第三者无关.
比如：火车上的乒乓球、火车上的球台、地面上的人三者.
球与球台的相对“距离变化率”只与球和球台相关.与地面上有没有人在旁边看,以及看的人相对球或球台以什么速度运动无关.
地面上的人相对球的“距离变化率”只与人和球有关,与是否有球台,以及球台在作什么运动没关系.
人与球台的“距离变化率”只与人和球台有关,有没有球,以及球相在作什么运动无关.
三个速度没有直接叠加的关系.
但是,在速度很低（接近静止）的前提条件下,
人可以把球和台看作一个系统.这种情况下就能得到一个近似的叠加值.
球也可以把人和台看作一个系统,也是人和台相对速度必须接近静止.
台也可以把人与球当作一个系统,也能得到近似的相对速度.
这就是在低速度条件下,速度的所谓叠加原理.那是因为把两个相对运动的物体近似看作一个系统而得到的近似叠加值.速度非常快的情况下这种叠加就产生了非常大的误差.
比如人相对光的速度是c,球相对光的速度也是c,人与球的速度假如非常快,则无法从人相对光的速度和球相对光的速度直接求得人与球的相对速度.只在人与球的相对速度是0（即人与球是一个系统）时才正确.
这就是光速不变的真正原因.速度不能直接叠加.
那是不可能的，动钟变慢，动棒缩短，都是光速不变的结论，相对论的前提就是光速不变。