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标题: 探照灯光会向前延伸吗? [打印本页]

作者: ddk 时间: 2012-2-12 19:22:40 标题: 探照灯光会向前延伸吗?

假设司机在以光速向前行使的火车上打开前方探照灯,探照灯光会向前延伸吗?

作者: 海上晴天 时间: 2012-2-12 19:31:25

不会。。。。。。。。。。。。

作者: 张李佳琦 时间: 2012-2-12 19:32:48

光速无论在任何系统中观察都不变

作者: xiaopo18 时间: 2012-2-12 19:37:06

应该不会，只会亮，但是不会延伸，因为车速=光速了

作者: mutou2000 时间: 2012-2-12 19:40:09

看参照系，貌似在不同的参照系里面光是不同的传播方式，因为光速是最大的速度值。。。。。。。。。。。咳咳。。。。我也不确定。。。。

作者: gqc294981 时间: 2012-2-12 20:30:46

不会吧最多看见发光的手电有亮光不会看见前方有亮光

作者: 1900 时间: 2012-2-12 20:58:51

都去看三楼的回复。。。

作者: Cm_Hu 时间: 2012-2-12 21:00:34

不会，光速是绝对的。

作者: Zeon.C 时间: 2012-2-12 21:59:07

不会
事实上以目前的理论来说前提是不可能的——火车不能以光速运行，因而不可能
如果能够实现的话，光子会聚集在探照灯前方。。。
本人不是学物理的。。。虽然明天物理考试= =|||

作者: feifucong 时间: 2012-2-12 23:27:54

在以地面为参考系的外界看来不会
在火车参考系看就会
光速不变原理在任何惯性系下都成立，因此光对于地面和火车两个参考系的相对速度都是C
至于火车前方的东西到底有没有被照亮，两个参考系看来不一样，看似矛盾，但事实确实是这样的
在速度不同的参考系中，一个事件（如前方某物被照亮）发生的时间是不一样的。
如果火车以光速运动，则照亮与否的结论都不一样，两个相对速度达到或大于光速，其中的因果律是会违背的。
比如参考系A中一个人死了，参考系B中那个人还活着的情况是会出现的。

考虑相对论效应，事件和事件之间满足间隔不变：
事件1和事件2之间的间隔在任何惯性系中都是一样的
间隔是：ct-x^2-y^2-z^2
所以考虑相对论的话，两个事件的时间间隔和相距距离在不同参考系中都是会变的，只有间隔是不变的。

作者: nnkken 时间: 2012-2-13 02:31:52

呃……
火車不可能到達光速……
而且到達光速時，火車的時間就會靜止，那怎麼開燈……

作者: sjont 时间: 2012-2-13 06:00:53

10L的解释已经差不多了但是有一个细节值得商榷。

我再补充一下速度=路程除以时间这个大家都知道
那么如果路程加长而速度不变则时间会缩短
相对论的伟大之处在于颠覆了绝对时间的观念不同的参考系时间不一样
而光速再任何参考系中都是固定的也是根据如此不同参考系光速恒定而不同参考系的位移是不一样的，于是时间显然就产生相应变化，这个反比关系很显而易见吧。
火车问题，当火车到达光速时，地面参考系看到火车的位移和光速产生的位移相等，而火车参考系看到的位移是0，两个参考系看到的光速都相等，那么地面光速=火车光速，所以0/time火车=s光速/time地面，所以0Xtime地面=s光速Xtime火车所以time火车=0，所以火车参考系的时间就静止了。由于火车参考系的时间静止了，而开灯是射向火车外部参考系的（这里10L说火车上的人可以看到，应该是定义火车内部的参考系，这里我有分歧，火车内部的人确实可以看到灯光，但是是向内部延伸的，而不会看到向外延伸的那一部分），于是火车参考系的人看到的光不会向前延伸，因为S=VT T=0所以位移等于0，而对于地面参考系，任何时候观察到的光速都是定值，而火车速度=光速，于是地面参考系观察到的火车和光是同步前进，于是相对位移也是0，同样也看不到光的延伸。
于是可以得出两个推论一是光速不能叠加光速不能超越（虽然有各种科幻理论和各路小道消息都说超光速，但是事实是，超光速不可能实现，唯一的可能是，一个与我们这个宇宙完全不同的空间，在那个空间里，有另一种光速，但是在那个空间里的光速，依然是恒定的。或者说，光速的值，可以决定一个空间里的时间。于是乎，如果在现实世界里能实现超光速，那只能是创造出一个与这个宇宙完全隔离的空间，于是两个空间没有任何交集，那个空间有自己的光速定值且大于我们这个空间的光速，同样因为光速不同，另一个空间会有自己的物理，自己的参考系，当然也有了自己的时间，当然如果润在这样一个空间，也有可能是慢光速，也就是那个空间存在的光速比我们这个空间的慢，也许有数学上的可能，但是我们永远也无法得知另一个空间的事。也有一种存在争论的假设，在黑洞内，可能会有低光速空间或超光速空间，其理由分别是，低光速空间内，光速低于标准光速，于是小于逃逸速度导致光线无法逃逸，而高光速空间是说，这个空间的光速大于标准光速，导致我们这个空间的光以标准光速射入后无法逃逸，但是就目前已知的知识，对黑洞的定义只是一个自然半径小于史瓦西半径的物体，导致光速无法逃逸，史瓦西半径的逃逸速度定义为等于光速，史瓦西半径自己百度，于是，也与超光速或低光速无关。而在虫洞理论中，如果穿过虫洞，就相当于超光速，是因为，由于空间的弯曲，在我们这个世界中测量的位移远远大于物体运动的实际位移，于是计算结果就相当于超光速，但是如果知道其在虫洞中的实际位移，依然不可能超越光速。而在量子理论中，允许超光速出现，这里的是运用测不准原理可不确定性，这并不违反物理定律，因为最终能量、动量和其它属性都得到了保存，但是这仅仅是数学上的可能，因为不可能同时测量一个粒子的质量和能量，导致粒子有可能出现在初始速度所能达到的位置之外，导致在极短时间内的位移出现了不确定性，相当于穿越，但是这和实际已知的运动速度无关，按已知的知识用位移除以时间可能会出先超光速的数学结论。但是量子力学中，运动不再具有连续性，颠覆了经典物理学的理论，并且不在已知物理学范围讨论之中。）
另外，这里所说的光速，是标准光速c，也就是真空光速。光在不同介质中的速度不同，由于光是电磁波，因此光速也就依赖于介质的介电常数和磁导率。在各向同性的静止介质中，光速是一个小于真空光速c的定值。
想要理解如上内容，可以参见霍金的名著《时间简史》

还有楼上的问题，时间静止了怎么开灯。。。我们需要的只是一个模型，一个假设，在这个理论模型下可以证明出一个结论，不是能不能开灯的问题。更不是火车能不能到达光速的问题。这是一种科学的思维方式，好像中国得教育里往往缺少了这样一种抽象而严谨的想象力。而如果要回答你的问题，开灯当然是电灯，电流速度=光速，而火车参考系仅仅是对于地面参考系时间静止，而参考系内部仍然属于标准光速空间，也就是这个空间里的物理规律和我们整个宇宙都是一样的，于是这个空间内的时间遵从定律，也就是如果光在火车内部传播，对于火车内部的人以火车为参考系仍然能观察到标准光速，而火车的电力传动显然属于火车参考系内部，电流速度不大于光速，于是在这个参考系中，仍然可以开灯。只是对于外部参考系而言，因为这个参考系的时间为0，永远也看不到了。至于火车能不能达到光速的问题，根据质能方程，火车达到光速时，其质量就将无限大，而为了推动自身无限大的质量，就必须有无限大的能量，这在已知的宇宙中显然是不可能的。

[ 本帖最后由 sjont 于 2012-2-13 07:00 编辑 ]

作者: thehand 时间: 2012-2-13 08:57:40

按照已有物理理论。火车达不到光速，所以按照已有物理体系根本不可能推论出问题的答案。
楼上一大堆人不知道在依据什么理论讨论。

作者: feifucong 时间: 2012-2-13 09:20:09 标题: 回复 13# 的帖子

狭义相对论而已，学过电动力学的人都懂的
火车不一定要达到光速的
两列一半光速的火车相反开，在一列上看另一列车，就是光速C

作者: 钟七珍 时间: 2012-2-13 09:32:26

原帖由 thehand 于 2012-2-13 08:57 发表
按照已有物理理论。火车达不到光速，所以按照已有物理体系根本不可能推论出问题的答案。
楼上一大堆人不知道在依据什么理论讨论。

　　附和１３楼的看法。
　　１４楼认为：“两列一半光速的火车相反开，在一列上看另一列车，就是光速C”，其实这仍然是在用牛顿力学在思维，并没有用相对论在思考。
　　火车不可能达到光速。所以，楼主此题前提错误，问题也就无解了。

作者: superacid 时间: 2012-2-14 10:09:18

14楼。。。应该是0.8c

作者: tea 时间: 2012-2-14 11:08:57

在错误的假设下不会得到正确的答案!

作者: 管窥子 时间: 2012-2-14 13:19:21

狭义相对论已经很生疏了，但还给我留下了这个概念：运动物体在运动方向上空间缩短。
以光速运动的人眼中，外部世界已经压缩成一个平面，那么，讨论光是否延伸还有意义吗？

同样，在外部人眼中，火车发光与否，也只是一个以光速运动的点（忽略火车直径）。

[ 本帖最后由管窥子于 2012-2-14 13:25 编辑 ]

作者: imlei2008 时间: 2012-2-14 13:44:54

很希望以后多看看关于这方面的讨论，学习学习。

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