作者condensed (我的冒险生活)
看板Physics
标题Re: [题目] 相对论题目
时间Mon Oct 11 12:47:07 2010
※ 引述《ragnarok7 (草地之王)》之铭言:
: ※ 引述《PureTrue (破晓)》之铭言:
: : 在课本上看到的题目
: : a train traveling at 0.8c takes 5μs to
: : pass an observer on the platform
: : what is the time interval measured in train frame ?
: : 我原本算是3微秒 可是答案是8.33微秒
: : 我的疑问是在有速度的座标上时间不是会过的比较慢吗?
: : 为甚麽在火车上测到的时间会比较多?
: 这表示您对於"量proper time要同地"、"量proper length要同时"的概念还很模糊
: 我以前学的是先确定 proper frame
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没看过这个名词
: 题目说,在月台上量到的时间是5μs,观察者没动
: 所以观察者就是 proper frame,量到的5μs就是 proper time
: 所以由别的座标系量就会时间膨胀
: 把γ乘上去就是答案了
基本上,点粒子历经的固有时(proper time),就是指把ㄧ个光钟绑在这个点粒子上,
光钟记录下的”一段”时间。
这一段时间,对应於四维时空中的一段长度(interval),因此是四维时空的不变量。
简言之,管你在哪一个座标系去看,ㄧ个物体所历经的固有时都ㄧ样。
会因座标系改变的应该是相对性时间(relativistic time),
也就是点粒子历经的四维区间(interval)在时间轴上的投影。
: 这类型的问题通常分成两类
: 第一种会直接告诉你 proper time or proper length
: (ex.某介子的半衰期blabla...)
: 那很简单,就等於是告诉你 proper frame 是那个座标系了
: 自己看自己都不变,自己看别人 时间会变大/长度会变小
: γ先算好摆起来,看是要乘还是除
: 第二种的就像原po问的,没有给你 proper frame,要先判断
: 如果一不小心搞错就掰了...
: 再讲到所谓"相对"的问题
: 原po提到"有速度那方的时间都是在膨胀 这样不是相互矛盾吗 .."
: 这也就是为什麽要先强调"同时性"、"同地性"的观念
: 两个有着相对速度的座标系,时间空间座标也都是各自独立的
: 要比较之前得先引入"测量"这个动作,才能换算彼此之间的度量
: 同地量,确定了某事件的 proper time,才能说另一个量到的时间是多少
: (这里你用的时间刻度是 proper frame 的时间)
: 同时量,确定了某事件的 proper length,才能说另一个量到的长度是多少
: (这里你用的长度刻度是 proper frame 的长度)
首先,既然叫做proper,就是不变量,在哪里测都依样,与座标系无关。
其次,proper time和proper length并不是拿来描述事件本身的,
而是点粒子与物体。
谈单一事件的proper time和proper length没有意义。
: ...讲的好像在绕口令...
: 用一个简单的例子来解释,如果不同地量的话...
: 观察者A:我量到的时间只有两秒耶~我超强喔喔喔!!!
: 观察者B:我量只有一秒而已...我才最强喔喔喔!!!
: &@#$%.......
: 结论:如果不选一个 proper frame,我们也不晓得到底是A强还是B强...XD
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如果proper frame指的是用来记录固有时的光钟所在的惯性系,
那就是不能选择的,因为这样的惯性系就只有一个,也就是该点粒子。
不论你把观察者的惯性系选在哪,你所谓的proper frame,都只能是被观察的粒子。
既然都叫做proper,怎还能任意选择?
: 回到最原本的问题来
: 最後答案8.33μs <-- 这是在月台上观察者的"时间度量"
: 也就是说,是在火车上的人用月台上观察者的时间刻度量化而得的数字
: 如果用在火车上的时间度量量的话,得到的自然就是火车上的 proper time
: 当然这也就绝对不会是8.33μs了
proper time就只是看描述哪个粒子的proper time,
你要选的是哪个粒子,而不是哪个地方的proper time。
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.218.89
1F:推 bychou:不是选择粒子 proper time 是取决於两个"事件" 10/11 13:01
2F:→ condensed:固有时是针对点粒子去定义的,任选两事件谈固有时无意义 10/11 13:08
3F:→ condensed:如果果点粒子在时空中的轨迹不是直线,你不可能光靠两事 10/11 13:09
4F:→ condensed:件决定它历经的固有时。再者两类空事件的固有时也无意义 10/11 13:11
5F:推 xgcj:原时是世界线上的LOCAL座标 10/11 13:26