在低速现象中还没有暴露出这种观点的错误,但是在高速现 象中旧时空观与客观实际的矛盾立即显示出来。光速不变性 与旧时空观矛盾的性质可以用一个简单例子说明。 如图,设有一光源和一 些接收仪器,我们在惯 性系Σ观察闪光的发射 和接收。取光源发出闪 光时刻所在点为的原 点0。在Σ上观察,1秒 之后光波到达半径为c 的球面上,这时处于球 面上的一些接收器(图 中的P1、P2和P等)同 时接收到光讯号。这球 面是一个波阵面。 6
6 如图,设有一光源和一 些接收仪器,我们在惯 性系观察闪光的发射 和接收。取光源发出闪 光时刻所在点为的原 点O。在上观察,1秒 之后光波到达半径为c 的球面上,这时处于球 面上的一些接收器(图 中的P1、P2和P等)同 时接收到光讯号。这球 面是一个波阵面。 在低速现象中还没有暴露出这种观点的错误,但是在高速现 象中旧时空观与客观实际的矛盾立即显示出来。光速不变性 与旧时空观矛盾的性质可以用一个简单例子说明
再考察在另一惯性参考系Σ'上对所发 生的物理事件是怎样描述的。 设Σ'相对于Σ以速度D沿c轴方向 运动,并取光源发光时刻所在点 ∑1 为原点0'。即在光源发光时刻, 两参考系∑和∑的原点0和0重 合。当接收器接收到光波时,0 已经离开0。当P接收到讯号时, 0‘距P较近,而距P2较远。但 P 由于Σ'上所测量的光速仍然是c, 因此∑‘上的观察者必然认为,光 波到达P的时刻必然较早于到达 P2的时刻。 7
7 设´相对于以速度沿x轴方向 运动,并取光源发光时刻所在点 为原点O´。即在光源发光时刻, 两参考系和´的原点O和O´重 合。当接收器接收到光波时,O´ 已经离开O。当P1接收到讯号时, O´距 P1较近,而距P 2 较远。但 由于´上所测量的光速仍然是c, 因此´上的观察者必然认为,光 波到达P1的时刻必然较早于到达 P2的时刻。 再考察在另一惯性参考系 ´上对所发 生的物理事件是怎样描述的
原来在Σ上观察到同时发生的两事件 (P和P2同时接收到光波),在Σ上 看来就变为不同时。原来在上看到的 波阵面是球面PPP2,而在Σ上看来, 由于光波不是同时到达此面上,因此波 阵面不再是PPP2面,而是另外一个以 O为球心的球面。 8
8 原来在上观察到同时发生的两事件 (P1和P2同时接收到光波),在´上 看来就变为不同时。原来在上看到的 波阵面是球面P1PP2,而在´上看来, 由于光波不是同时到达此面上,因此波 阵面不再是P1PP2面,而是另外一个以 O 为球心的球面
可以看出,光速不变性所导致的时 空概念是和经典时空观有深刻矛盾的。 所有最基本的时空概念,如同时性,距 离,时间,速度等都要根据新的实验事 实重新加以探讨。 相对论的一个主要内容就是 关于时空的理论。 9
9 可以看出,光速不变性所导致的时 空概念是和经典时空观有深刻矛盾的。 所有最基本的时空概念,如同时性,距 离,时间,速度等都要根据新的实验事 实重新加以探讨。 相对论的一个主要内容就是 关于时空的理论
时间和空间是运动着的物质存在形式。时空 概念是从物质运动中抽象出来的,而不是独立于 物质运动之外的概念。离开物质及其运动,就没 有所谓绝对的时空概念。 在经典力学中,由低速现象抽象出来的时空 观带有一定局限性,当我们研究高速现象特别是 电磁波传播现象时,发现旧时空观与实验事实相 矛盾,这是完全可以理解的。人们对时空的认识 和对一切事物的认识一样,都是在不断的实践中 逐步发展和加深的。 10
10 时间和空间是运动着的物质存在形式。时空 概念是从物质运动中抽象出来的,而不是独立于 物质运动之外的概念。离开物质及其运动,就没 有所谓绝对的时空概念。 在经典力学中,由低速现象抽象出来的时空 观带有一定局限性,当我们研究高速现象特别是 电磁波传播现象时,发现旧时空观与实验事实相 矛盾,这是完全可以理解的。人们对时空的认识 和对一切事物的认识一样,都是在不断的实践中 逐步发展和加深的