浅谈相对性原理与光速.doc

近现代物理结课作业题目：浅谈相对性原理与光速教师 ： 哈斯花 学院： 机械学院 班级： 机制08-02班 姓名： 景日 学号： 200810101040 浅谈相对性原理与光速引言：相对性原理中指出我们不能用光学实验证明一个物体运动与否。迈克尔逊-莫雷实验得出的结果，说明地球的运动对光速并没有影响，这里指的是相对性原理中的物体的运动对光速没有影响。 关键词：相对性原理、光速、迈克尔逊-莫雷实验、运动的合成一般地说，如果一物体对某参照系S的速度是v1,而参照系S又相对于另一参照系S以速度v2运动，那么这物体相对于参照系S的速度就是v=v1+v2.当v1和v2的方向不相同时，合速度v是v1和v2的矢量和。这就是经典力学中的速度合成定律。 设一物体A相对于参照系S以速度v1沿x轴的正方向做匀速运动，而参照系S又以速度v2相对于参照系S向同一方向运动。那么根据相相对论，物体A 相对于参照系S的速度v有下面的规律：v=v1+v2/1+v1v2/c2。这是相对论的速度合成定律。 无论经典力学速度合成定律或相对论速度合成定律，虽然速度值有所不同，但速度合成定律中速度合成指的是：物体对某参照系有一速度，某参照系又相对于另一参照系以某一速度运动，求物体相对于另一参照系的速度值。 相对性原理指的是：不能用任何实验，包括电磁学实验和光学实验，来证明一个物体是在静止或是在做匀速直线运动。就是说，一个物体运动或与否对在物体上所做的实验没有影响，物体运动与否对在此物体上的物体的速度值没有影响。相对性原理中指出我们不能用光学实验证明一个物体运动与否。物体的运动与否对光学实验没有影响，物体的运动与否对光速没有影响。那么这里的对光速没有影响是不是，就是光速不变原理呢？ 迈克尔逊-莫雷实验得出的结果，说明地球的运动对光速并没有影响，这里指的是相对性原理中的物体的运动对光速没有影响呢？还是指光速不变原理中的光速不变呢？在系统内（例如飞船），不能做任何实验来证明一个物体是静止或是在做匀速直线运动：同时，选择不同的参照系物体有不同的速度值。 在系统内不能用任何实验来证明一个物体是静止或是在做匀速直线运动；在地球上我们不能用光学实验来证明地球是静止或运动的。光在真空中的速度对于一切惯性参照系来说都是相同的。既跟光源的运动速度无关也跟观察者的运动速度无关。虽然光速不变，但这属于速度合成定律。在系统的外部通过参照系看速度。地球的运动对光速并没有影响，即光在地面上任何方向传播的速度都相同。我们是否理解这就是光速不变呢？ 什么是相对性原理？什么是光速不变原理？举例(在同时的相对性中),车厢中的观察者看来无论火车静止或匀速直线运动，对光线没有影响。光线都是同时到达ab。-这是相对性原理。而光速不变原理是，在路基上的观察者看来，火车的运动对光速没有影响。那么，只有光速不变原理的成立，相对性原理才成立这句话是如何理解的呢？迈克尔逊-莫雷实验得到否定结果，看来地球的运动对光速并没有影响，即光在地面上沿任何方向传播的速度都相同。以前，我把这理解成了光速不变（即光速不变原理），即光相对于参照系的速度不变。事实上迈克尔逊-莫雷实验的否定结果证明了相对性原理即我们无法用光学实验证明地球是静止或运动的。地球的运动对光速没有影响，这句话是相对于系统内部来说的，即不是对参照系说的。以上理解是与，只有光速不变原理成立，相对性原理才成立的说法是不同的。迈克尔逊-莫雷实验得到否定结果，看来地球的运动对光速并没有影响，即光在地面上沿任何方向传播的速度都相同。 在迈克尔逊-莫雷实验中，如果以太不存在，特殊参照系不存在，那么迈克尔逊-莫雷实验的否定结果说明（相对性原理成立），一切惯性参照系都是平等的，我们不能用任何实验，包括光学实验，来证明一个物体是在静止或在做匀速直线运动。 在迈克尔逊-莫雷实验中，如果以太存在，那么实验的否定结果说明，光速是不变的，即它既跟光源的速度无关，也跟观察者的速度无关。 迈克尔逊-莫雷实验的否定结果本身说明特殊参照系是不存在的。 你认为光速不变吗？ 运动的合成包括一个物体的运动合成，还有另一种运动的合成。一个物体的运动合成 举例说明例如飞机斜向上飞行，包括水平方向的分速度和竖直方向的分速度。另一种运动的合成 举例说明例如地面上的观察者看到匀速直线行驶大船上的自由落体运动，包括水平方向的分速度和竖直方向的分速度。（再例如地面上的观察者看到匀速直线行驶大船上的光速） 在运动的合成中，在速度合成定律中，无论经典速度合成定律还是相对论速度合