接近光速时间和尺度的变化如何计算?
光在同种均匀介质中的速度是恒定的,当光在介质中传播时,传播的距离S和传播的时间t有关,S=vt ,传播的时间越长,传播的距离越大 。传播的距离S和传播的时间t的 比值V=s/t不变。
这只是一个科普的说法,我来大致解释几个要点,不可能完全解释清楚,因为完全解释的话要用到很多数学公式。不过楼主想要真正理解相对论,必须学习正规的知识,会推导公式,把来龙去脉都搞清楚。
①相对论的公式最初是来源于光速不变原理的,这个说法是来自于狭义相对论时空观的。爱因斯坦认为运动的物体里面的东西,和不动的物体里面的东西,对于时间的感受是不同的,因此“时间”这个概念不是绝对的。这些结果全部是纯数学计算出来的,反正算出来结果就这样。不过楼主说的这个一定要弄清楚是火车接近光速,火车上面的人感觉时间过了一个星期,与此同时地面上的人看火车,认为这个火车跑了100年。这完全是因为火车相对地面在高速运动,而且它们没有谁对谁错,本来时间就没有一个“标准答案”。
②如果楼主继续说下去,火车停下来了,火车上面的人下车,发现自己已经身处100年以后了,这样说就有问题了。因为狭义相对论处理的是匀速运动物体的事情,如果火车停下来,那就有加速运动的成分了,因此不能用狭义相对论处理了。只能说火车还在跑着,地面上的人认为过了100年而火车上的人认为过了1周。因此“这样就能到未来世界”说法是有问题的(具体怎么去未来世界我不清楚,目前还不懂广义相对论)。
③这个结果在我们看来非常难以理解,是因为我们日常生活中看到的东西都是低速的,感觉不到这种变化。但是物理学家在实验室里面可以做实验,假如一个很小的粒子,本来寿命只有0.00000000001秒,但是可以有加速器让它加速,加速到一定程度上,的确发现它寿命延长了,本来寿面这么短一下子就没了的粒子,通过加速科学家就有时间看它了。原因就是粒子感觉自己的寿命还是那么短,但由于其高速运动,我们感觉时间已经过去很久了。
其实就是两条很相似的公式,对于时间是T=T0/√[1-(v/c)^2] ,对于长度是L=L0/√[1-(v/c)^2]。
T0和L0是运动的人自身参考系的时间和长度,T和L是他的测得外界的钟和尺的变化情况。
举例,如果他的速度能令时间和长度出现3倍变化,那么当他经历1秒,外界就已经经历3秒;如果他量得1米,外界会发现他其实是在量得3米,在他看来外界的钟变慢了,尺子也变短了。
接近光速会发生“钟慢”“尺缩”效应,时间会膨胀,流逝变慢,尺度会缩短。
洛仑兹变换:相对时间公式t=t0/√(1-v^2/c^2);相对尺度公式l=l0√(1-v^2/c^2)。
以上两个公式中,t是运动参考系时间,t0是静止参考系时间,l是运动参考系尺度,l0是静止参考系尺度,v是运动速度,c是光速。
楼上的回答有个小问题,这两个公式的确很像,但还是有些区别的。因为相对时间膨胀,相对尺度收缩,√(1-v^2/c^2)小于1,所以计算时间是除以√(1-v^2/c^2),计算尺度是乘以√(1-v^2/c^2)。
参见洛伦兹变换,即时间T=T0/√[1-(v/c)^2],与系速度方向平行的长度是L=L0/√[1-(v/c)^2],与系速度垂直的方向上长度不变。
改变换是在爱因斯坦诞生前就存在的,由洛仑兹在以太学说体系中推导得来。现代的主流物理学认为以太学说是不完备的(极端主义者则直接否定整个以太学说),但洛伦兹变换在狭义相对论中同样成立,而且是重要的公式。
不仅时间变慢,长度变长,连其周围的空间也是要发生弯曲的!
爱因斯坦只说过尺缩钟慢,但是没有详的曲线数据。
接近光速时为何会时间膨胀,尺度缩短?
当物体接近光速时,时间开始变得相对缓慢,这个现象被称为时间膨胀。这是因为光速是宇宙中的最高速度,因此光速下的物体经历的时间流逝要相对减缓。此外,根据爱因斯坦的相对论理论,当物体质量接近光速时,其质量将无限增加,长度将缩短。这些效应合称为相对论效应。
接近光速时间和尺度的变化如何计算?
其实就是两条很相似的公式,对于时间是T=T0\/√[1-(v\/c)^2] ,对于长度是L=L0\/√[1-(v\/c)^2]。T0和L0是运动的人自身参考系的时间和长度,T和L是他的测得外界的钟和尺的变化情况。举例,如果他的速度能令时间和长度出现3倍变化,那么当他经历1秒,外界就已经经历3秒;如果他量得1米...
为什么速度接近光速后时间会变慢
物体接近光速运动会产生“钟慢”和“尺缩”的效应,以光速运动会出现“钟停”和“尺消”的效应,而超光速则会发生“钟倒”和“尺胀”的效应.我们看以光速运动的人,看到他的时间停止了,而他也看到我们的时间停止了.这只是个视效果,一个人接近光速运动,只是外人看来他的时间变慢,尺度缩短,而对于他自...
为什么接近光速会使时间变慢,尺缩短?
尺度是不会变短的,只是看起来短了,就象你坐在高速公路上的汽车里,你看到一切看起来似乎都很短,比如某点到某点的距离,实际上这是一个错觉,证明我就免了,傻瓜都知道 尺度短了是观察到的 就象假如你以2m\/s的速度向前走,从t=0时刻起你数一根以1m\/s的原来长度为1m的棍子 就是说t=0时你在它...
为什么接近光速时间会变慢?公式和原理
物体接近光速运动会产生“钟慢”和“尺缩”的效应,以光速运动会出现“钟停”和“尺消”的效应,而超光速则会发生“钟倒”和“尺胀”的效应.我们看以光速运动的人,看到他的时间停止了,而他也看到我们的时间停止了.这只是个视效果,一个人接近光速运动,只是外人看来他的时间变慢,尺度缩短,而对于他...
物体接近光速时间为什么会变慢?
我们看光的运动速度,停下来看看他的时间,但他也看到了我们的时间停止。这仅仅是一个视觉效果,一个人接近光速的速度,但他的时间外人慢尺度较短,但对于他自己的,没有这些变化。如果我们把光的速度,你可以看到它会一直光的一刻,仿佛时间停止了自己,事实上,时间的推移像往常一样的感觉。时间是...
当物体运动接近光速时会有什么变化
会尺度收缩。根据相对论的普遍认为,当物体运动时会使物体的长度减少,这是根据洛仑兹变换得到的。不过个人观点认为,物体运动时会增长。回到上述光速列车的例子,当你坐上开车后,你从窗外会见到什么呢?答案是什么也见不到,这是由于在你的时间完全静止,在你眼中两地变成同一点。但是外面的人会见到...
爱因斯坦狭义相对论如何理解,为什么时间变慢,尺度会变短呢?
慢的时间和由爱因斯坦相对论推算出来的结果相同。也就是说航天飞机上原子钟记录的时间相对地球上静止的原子钟的时间膨胀了。理解了近光速或等光速运动时的长度和时间的变化,车头灯光速的问题就不难解释了,因为光运动和我们普通运动所涉及的距离和时间不同而已。
如果说达到光速时间就会停止,那么光的传播不就不需要时间了吗?
达到光速时间停止是不对的,光的传播速度为3*10^8m\/s.你所指的应该是狭义相对论的问题,当物体的速度接近光速时,会发生 时间延缓 和 尺度缩短效应,具体公式为t=t'\/(sqrt(1-v^2\/c^2));l=l'sqrt(1-v^2\/c^2);不过我觉得 这么写你也不一定懂,推荐你去学下电动力学中的狭义相对论部分...
一个关于光速和相对速度的问题
对的。甲乙两人看那束光都是光速c 。看似矛盾其实不矛盾。因为两人的空间尺度与时间是不一样的。物体在接近光速时时间会变慢,尺度(运动方向上)会缩短。速度不就是 位移\/时间 吗?这两个一变就“凑”出来那两人看出的速度一样了。这样说明白吗?这个就是狭义相对论的基础。爱因斯坦提出狭义相对论...
仝骂玄宁: 接近光速会发生“钟慢”“尺缩”效应,时间会膨胀,流逝变慢,尺度会缩短.洛仑兹变换:相对时间公式t=t0/√(1-v^2/c^2);相对尺度公式l=l0√(1-v^2/c^2).以上两个公式中,t是运动参考系时间,t0是静止参考系时间,l是运动参考系尺度,l0是静止参考系尺度,v是运动速度,c是光速.楼上的回答有个小问题,这两个公式的确很像,但还是有些区别的.因为相对时间膨胀,相对尺度收缩,√(1-v^2/c^2)小于1,所以计算时间是除以√(1-v^2/c^2),计算尺度是乘以√(1-v^2/c^2).
大渡口区13564478771: 狭义相对论 速度接近光速时 质量,长度和时间分别会怎么变化? - ?
仝骂玄宁: 接近光速会发生“钟慢”“尺缩”效应,时间会膨胀,流逝变慢,尺度会缩短. 相对时间公式:Δt=Δt0/√(1-v^2/c^2);相对长度公式:l=l0√(1-v^2/c^2). 以上两个公式中,Δt是运动参考系的单位时间,Δt0是静止参考系的单位时间,l是运动参考系的长度,l0是静止参考系的长度,v是运动速度,c是光速 这里M是改变后的质量,m是改变前的质量,v是运动的速度,c是光速.
大渡口区13564478771: 时间不会停止?只会变的越来越慢?是这样? - ?
仝骂玄宁: 根号 ___________自己做的呵呵 / V2 /1- ———— √ C2 上面这个因式,V是物体运动的速度,C是光速.上面的V2表示V平方,C2表示C平方 比如一个物体以V的速度运动,那它的时间效应是正常时间乘以上面因式.从上面可以看出,当物体速度达到光速的时候,这个因式等于0,时间静止了,而光速是速度的极限,达不到只能无限接近.物体的长度是物体静止的长度乘以上面的因式 物体的质量是物体静止时的质量除以上面的因式.
大渡口区13564478771: 时间与空间的问题 - ?
仝骂玄宁: 空间和时间是相互关联的,不存在独立的空间和独立的时间,空间随着时间的流逝而变化,时间随着空间的转移而改变.空间和时间不是包含关系,是并列关系,三维的空间和一维的时间是平等的.大质量天体的引力会使时空扭曲,光线通过扭...
大渡口区13564478771: 如果说达到光速时间就会停止,那么光的传播不就不需要时间了吗? - ?
仝骂玄宁: 达到光速时间停止是不对的,光的传播速度为3*10^8m/s.你所指的应该是狭义相对论的问题,当物体的速度接近光速时,会发生 时间延缓 和 尺度缩短效应,具体公式为t=t'/(sqrt(1-v^2/c^2));l=l'sqrt(1-v^2/c^2); 不过我觉得 这么写你也不一定懂,推荐你去学下电动力学中的狭义相对论部分,比较浅显易懂,也可买本狭义相对论研究下,希望对你有帮助.
大渡口区13564478771: 为什么接近光速会使时间变慢,尺缩短? - ?
仝骂玄宁: 爱因斯坦说是洛仑兹效应 我觉得类似于多普勒效应 尺度是不会变短的,只是看起来短了,就象你坐在高速公路上的汽车里,你看到一切看起来似乎都很短,比如某点到某点的距离,实际上这是一个错觉,证明我就免了,傻瓜都知道 尺度短了是...
大渡口区13564478771: 请教高手:当电子的速度接近光速当电子的速度接近光速时,根据相对论 ?
仝骂玄宁: 从目前的物理学理论来看,是遵守洛伦兹变换的,至于时间和空间以及质量的变化,是个参考系的问题,看你是从电子的角度去看还是其他参考系去看了. 至于实验中,现在还没有那么大的能量把电子加速到接近光速,能量最大的不过是同步辐射一类的加速器,离光速也还是有距离的.而且就算是电子已经达到0.98的光速了,实际上对质量和空间引起的修改还是很小的,你怎么测量?目前的实验结果是支持洛伦兹变换的.
大渡口区13564478771: 光速每秒的速度有多少快 - ?
仝骂玄宁: 光速是目前已知的最大速度,光速计算值:c= 光速 (299792.50±0.10)km/s (一般取300000km/s)作用:当某物体运动速度相对于另一物体接近光速,某物体的时间相对于另一物体减慢,时间变化符合洛伦兹变换.(二十世纪七十年代通过卫星和地面天文台观测日食的同一时间位置的不同得以证实)光速是目前已知的最大速度,物体达到光速时动能无穷大,所以按目前人类的认知来说达到光速不可能,所以光速、超光速的问题不在物理学讨论范围之内.但在理论上如果穿越爱因斯坦罗森桥(时空虫洞)即可以相当于超过了光速.
大渡口区13564478771: 当速度接近光速的时候,时间会有什么改变? - ?
仝骂玄宁: 当速度接近光速时时间不会倒流 只会接近静止 根据小爱的狭义,当物体不断加速的过程中质量会增加,长度被压缩,原子减速,等于光速C时一切变化终止 但是根据小霍的理论,他认为“引力波的速度应该比光速快”.目前有实验表明,存在...
大渡口区13564478771: 当物体运动接近光速时会有什么变化 - ?
仝骂玄宁: 时间膨胀、尺度收缩、质量增大! 如果你是光,你看到的宇宙就是一条线,而时间是静止不动的!