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图解光速不变原理

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其实,初学相对论的人,最难理解的不是那些复杂的数学方程,而是简单光速不变原理。
这条原理,虽然看似简单,但是,真正理解起来,确实让人头疼,因为牛顿力学和生活的常识已经在人们的头脑中深深地扎下了根,而这条原理,即违背牛顿力学又违背人们的常识,让人的头脑很难转过弯来。
看了本吧的好多帖子,究竟光速不变原理的具体含义是啥,好多人并没有弄明白,本人在这里用通俗的语言和图片的形式解释一下。
光速不变原理的原文是:对任何一个惯性系,真空中的光速具有相同的量值C,并且与光源和观测者的运动无关。(C=30万公里/每秒)
注意:光速与光源和观测者的运动无关。这才是问题的关键,也是理解的难点,也就是说,不管光源和观测者之间如何运动,还是保持静止,观测者测得的光速,都是一样的。
下面我用几个图来说明一下:


IP属地:辽宁1楼2016-01-26 11:24回复


    如图一所示,有3节车厢,车厢B静止在地面上,车厢A和车厢C分别向左、右运动,一个静止在地面上的光源,向右发射一束光,这束光穿越3节车厢,在这种情况下,3节车厢里的人,测量到的光速C都是一样的。(C=30万公里/每秒)


    IP属地:辽宁2楼2016-01-26 11:26
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      如图二所示,3节车厢保持图一的状态不变,光源由静止变为向左或者向右运动,这时,3节车厢里的人,测量到的光速C还是一样的。(C=30万公里/每秒)


      IP属地:辽宁3楼2016-01-26 11:27
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        如图三所示,地面上有一静止的光源,该位置有一个静止的观测者,你从左向右运动,当你与光源的位置重合的一刹那,光源发出一个球状闪光,你与静止的观测者看到的,都是以自己为中心的光球面,即使你离开了光源的位置,也是如此。


        IP属地:辽宁4楼2016-01-26 11:28
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          看到以上的几个图示和说明,好多人都会感到不可思议,因为这种情况违背常识,甚至违背逻辑,简直就是荒谬,但实际上,光确实就是这个样子,这已经被无数的实验所证实,并且也得到了物理学界的普遍认可,这就是所谓的“光速不变原理”,我们必须要深刻的理解这个原理,才能进一步的学习和理解相对论。


          IP属地:辽宁5楼2016-01-26 11:28
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