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速度叠加公式简单推导

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设有一个静系参考系p,和动系参考系s1,s2。s1相对于p的速度为v1,s2相对于p的速度为v2,且v1和v2方向相同(方向不同取负号没有区别,v1和v2只在x轴方向运动)且v2>v1
s1视角得出x1=-v1t1 ①
s2视角得出x2=-v2t2 ②
设s1和s2的相对速度为v
则以s1视角讨论问题
根据洛伦兹变换(设c=1):
x2=γ(x1-vt1) ③
x1=γ(x2+vt2) ④
③式乘以④式并把①式和②式带入得:
v1v2t1t2=γ²(v1v2t1t2+(v2-v1)vt1t2-v2t1t2)
简化得
v=(v2-v1)/1-v1v2


IP属地:浙江1楼2023-04-07 11:12回复
    忘记加条件了v1,v2必须小于c,如果是2个光子同一方向运动,那么它们的相对速度应该是不存在的,同理2个光子反方向运动,它们的相对速度也不存在,因为光速运动的物体(静止质量为0)不能作为参考系,当v1=v2=c=1时,带入相对论速度叠加公式v=0/0,是无意义的。这似乎也暗示了思想实验假如我变成光子观察宇宙,那么以光的视角,宇宙的尺度变为0,这个结论其实是不成立的,当你把光当做参考系的时候得出的结论都是错误的。
    我感觉光包含了宇宙的终极奥秘,有没有大神对光有更多的见解。


    IP属地:浙江2楼2023-04-07 14:16
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      据说光子不会衰变,有没有可能永恒对它只是一瞬间呢


      IP属地:江苏来自Android客户端3楼2023-04-08 11:58
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        发现一种新方法是不是很兴奋?
        但我告诉你的解法是错的,有两点你要想一想。
        1、γ在③式和④式中是否一致,洛伦兹变换最好不要简写来计算,很容易出错。
        2、代数上可以③式乘以④式,物理学上能否可行,物理学不是数学游戏,物理公式不是物理学的全部描述,我们可以用一些数学的手段,但不能指望只用数学就解决物理学研究的问题。
        还有你的思路还有待完善,你可以V、V1、V2三者都洛伦兹变换的关系式列出方程组,来解出三者的关系式。你会得到一组与课本上不同的速度叠加公式。


        IP属地:海南4楼2023-04-12 21:50
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