作者mantour (朱子)
看板Physics
标题Re: [题目]相对论的同时性
时间Sun Mar 9 21:32:20 2008
※ 引述《jsun2 (jsun)》之铭言:
: [领域] (题目相关领域)
: 高一基础物理
: [来源] (课本习题、考古题、参考书...)
: 课本
: [题目]
: 狭义相对论认为同时性和观察者有关
: 同一件事情对不同观察者而言可能认为是同时或不同时
: 高一基础物理课本举的例子是说:
: 一台等速前进的列车中间发出一道光讯号
: 对车上的人而言,光讯号同时抵达车头与车尾。
: 但对车外的人而言,却是光讯号却是先抵达车尾,再抵达车头。
: 这没有矛盾吗?
: [瓶颈] (写写自己的想法,方便大家为你解答)
: 如果我们令车头车尾各有一太阳能板,
: 光照到其中 一个 太阳能板 会产生光电流I,
: 若光电流为2I则令车上的炸弹引爆。
: 对车上的观察者而言,光同时照到车前车後的太阳能板,
: 因此产生光电流2I,所以车子会引爆。
: 对车外的观察者而言,光讯号 是 先後 照到车前车後的太阳能板,
: 因此产生光电流为I,没有任一瞬间的电流值等於2I,所以车子是安全的。
: 这个比喻,要如何解释呢?
: 谢谢各位板上的大大~~
会有这种矛盾是因为你没有考虑「这样的机关要怎麽制作」的问题
最简单的设计是把这两个太阳能板并联
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A B |
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G ---------------------
注意这里的设定是,「当通过G的电流到达2I时,炸弹会爆炸」
而不是「当A、B同时照到光时,炸弹会爆炸」
这是因为从A照到光,到G侦测到电流的变化,是有时间差的
而这个时间差,在不同座标下,是不同的
因此假如你把机关设计成,
在相对於列车静止的坐标中,A和B同时照到光,讯号同时传到G
使得G感应到2I的电流, 炸弹爆炸
则在相对列车有速度v的坐标中(如地面),会看到,A和B不同时照到光
但讯号同时传到G,使炸弹爆炸
上面是以电路做传递讯号的媒介,但是无论你用其他什麽设计,都无法改变
讯号传到G所需的时间会因坐标不同而不同的事实
结论是:
「当A、B同时照到光时,炸弹会爆炸」这样的机关根本做不出来
这是因为「A、B同时照到光这件事本身不是绝对的」这个事实
我们应该用这样的机关存在会导致矛盾来证明这样的机关作不出来,而不是假设
一个根本做不出来的机关去否定一个已知的事实
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.213.158
1F:推 macher:讯号传到G所需的时间会因坐标不同而不同的事实 03/10 01:43
2F:→ macher:这样矛盾依然存在 在坐标A车子爆炸了 坐标B车子没爆 03/10 01:44
3F:→ mantour:楼上到底有没有看我的文章 03/10 08:36
4F:推 macher:您降说应该是我没看懂吧 但我找不出问题在那 03/10 10:36
5F:推 macher:我大概想到了 整理一下在PO上来 需要看书 会花点时间orz 03/10 10:44
6F:→ macher:我忘了"空间拉长"了 套进去应该可以得到解答 03/10 10:45