以一束光为参照系,那么另一束光的速度是二倍光速吗?

供稿:hz-xin.com     日期:2024-05-22
以一束光为参照,另一束光的速度是不是达到了2倍光速?

针对光速就有很多有意思的问题,就比如题目这个问题,答案肯定不是,不得不说这是一个很有内涵的问题,作为二十一世纪的人类,提到光速就应该想到相对论,理解光速也是你认识相对论的一个关键,但相对论从诞生开始就很诡异,而且在我们的日常生活中,根本没有机会来感受以及运用相对论的有关知识。


现代物理学的分类
按照现代物理学的分类,我们将研究对象分为低速世界、高速世界、微观世界和宏观世界、强场以及弱场。
其中低速世界,严格来说就是10%光速以下的运动现象的总和,而高速世界就是每小时3万公里以上的运动现象的总和;


微观世界就是原子以下的次原子世界,宏观世界就是大分子之上的物质世界;
弱场就是弱引力场,强场就是强引力场,比如黑洞。
由于我们处于地球这样的弱引力场中,几乎周围所有物体的运动速度都没有超过3万公里每小时,而且我们经常接触到的物体也是毫米级别,于是牛顿力学运用起来就如鱼得水。


如果题目中的问题从牛顿的经典力学来看,确实没什么问题。因为在经典物理学中,对于两个相同方向运动的物体之一,如果以同向物为参照物,那测量的速度就是它们各自相对于地面的速度之差;
如果以相反方向运动,那以相反物为参照就是速度之和,这也是经典力学中的速度叠加原理。以这个角度来看,两束方向相反的光,对其中一束光而言,V=V1+V2=2V,那么另一束光的速度肯定就是二倍的光速了。


由于光速的速度为每秒30公里,所以在这样的高速世界中,牛顿力学就开始失效,这时候我们就要用到相对论。
问题在于,在爱因斯坦的狭义相对论中,其中一束光或者另一束光都不能作为参考系,所以对这个问题进行任何讨论都是无效的,而且在光速下,时间就是静止的,那么时间静止的话,一些物理量就无法定义了,就比如速度,在时间停止的情况下你根本无法进行任何测量......


狭义相对论——时间膨胀效应
作为一种时间单位,时间是世界上最简单的东西,有了时间我们才分得清白天黑夜,而时间膨胀效应的发现,直接把时间上升到了与空间的联系。


首先时间膨胀效应大致可以分为引力引起的时间膨胀,还有速度引起的时间膨胀,在狭义相对论诞生之前,时间只是一个普通的不能再普通的物理量,但在相对论中,爱因斯坦展示了一个时空观,即时间与空间并不是完全隔绝的,而是密切关联的,也就是说时间并不是一成不变的,它会随着速度、质量的变化而变化。


引力时间膨胀:有质量的物体会使其周围的时空发生弯曲,简单来说,在大质量物体周围,时间会相对变慢,而且引力时间膨胀已经通过实验得到了证实,并广泛应用到全球GPS时间计算系统中。

人类对光的认知是一个很缓慢的过程,随着相对论的出现,光才逐渐被人类所认知。在狭义相对论中,爱因斯坦提出宇宙中最快的速度就是光速,从理论上来说,没有任何一种物体的运行速度可以与光速一致或者超过光速,因为当物体达到光速,那么这个物体就会达到相对静止的存在,简单来说,达到光速运行的物体是相对静止的。


针对光速就有很多有意思的问题,就比如题目这个问题,答案肯定不是,不得不说这是一个很有内涵的问题,作为二十一世纪的人类,提到光速就应该想到相对论,理解光速也是你认识相对论的一个关键,但相对论从诞生开始就很诡异,而且在我们的日常生活中,根本没有机会来感受以及运用相对论的有关知识。


现代物理学的分类
按照现代物理学的分类,我们将研究对象分为低速世界、高速世界、微观世界和宏观世界、强场以及弱场。
其中低速世界,严格来说就是10%光速以下的运动现象的总和,而高速世界就是每小时3万公里以上的运动现象的总和;


微观世界就是原子以下的次原子世界,宏观世界就是大分子之上的物质世界;
弱场就是弱引力场,强场就是强引力场,比如黑洞。
由于我们处于地球这样的弱引力场中,几乎周围所有物体的运动速度都没有超过3万公里每小时,而且我们经常接触到的物体也是毫米级别,于是牛顿力学运用起来就如鱼得水。


如果题目中的问题从牛顿的经典力学来看,确实没什么问题。因为在经典物理学中,对于两个相同方向运动的物体之一,如果以同向物为参照物,那测量的速度就是它们各自相对于地面的速度之差;
如果以相反方向运动,那以相反物为参照就是速度之和,这也是经典力学中的速度叠加原理。以这个角度来看,两束方向相反的光,对其中一束光而言,V=V1+V2=2V,那么另一束光的速度肯定就是二倍的光速了。


由于光速的速度为每秒30公里,所以在这样的高速世界中,牛顿力学就开始失效,这时候我们就要用到相对论。
问题在于,在爱因斯坦的狭义相对论中,其中一束光或者另一束光都不能作为参考系,所以对这个问题进行任何讨论都是无效的,而且在光速下,时间就是静止的,那么时间静止的话,一些物理量就无法定义了,就比如速度,在时间停止的情况下你根本无法进行任何测量......


狭义相对论——时间膨胀效应
作为一种时间单位,时间是世界上最简单的东西,有了时间我们才分得清白天黑夜,而时间膨胀效应的发现,直接把时间上升到了与空间的联系。


首先时间膨胀效应大致可以分为引力引起的时间膨胀,还有速度引起的时间膨胀,在狭义相对论诞生之前,时间只是一个普通的不能再普通的物理量,但在相对论中,爱因斯坦展示了一个时空观,即时间与空间并不是完全隔绝的,而是密切关联的,也就是说时间并不是一成不变的,它会随着速度、质量的变化而变化。


引力时间膨胀:有质量的物体会使其周围的时空发生弯曲,简单来说,在大质量物体周围,时间会相对变慢,而且引力时间膨胀已经通过实验得到了证实,并广泛应用到全球GPS时间计算系统中。


速度时间膨胀:由速度引发的时间膨胀是比较难的,而我们题目中所讨论的就是这种情况,简单来说就是,当物体的运动速度越快,在观察者的眼中,这个物体运动的时间就会流逝的很慢,如果一个物体的运动速度达到最大值(真空下的光速),时间就相对静止了。

人类对光的认知是一个很缓慢的过程,随着相对论的出现,光才逐渐被人类所认知。在狭义相对论中,爱因斯坦提出宇宙中最快的速度就是光速,从理论上来说,没有任何一种物体的运行速度可以与光速一致或者超过光速,因为当物体达到光速,那么这个物体就会达到相对静止的存在,简单来说,达到光速运行的物体是相对静止的。


针对光速就有很多有意思的问题,就比如题目这个问题,答案肯定不是,不得不说这是一个很有内涵的问题,作为二十一世纪的人类,提到光速就应该想到相对论,理解光速也是你认识相对论的一个关键,但相对论从诞生开始就很诡异,而且在我们的日常生活中,根本没有机会来感受以及运用相对论的有关知识。


现代物理学的分类

按照现代物理学的分类,我们将研究对象分为低速世界、高速世界、微观世界和宏观世界、强场以及弱场。

其中低速世界,严格来说就是10%光速以下的运动现象的总和,而高速世界就是每小时3万公里以上的运动现象的总和;


微观世界就是原子以下的次原子世界,宏观世界就是大分子之上的物质世界;

弱场就是弱引力场,强场就是强引力场,比如黑洞。

由于我们处于地球这样的弱引力场中,几乎周围所有物体的运动速度都没有超过3万公里每小时,而且我们经常接触到的物体也是毫米级别,于是牛顿力学运用起来就如鱼得水。


如果题目中的问题从牛顿的经典力学来看,确实没什么问题。因为在经典物理学中,对于两个相同方向运动的物体之一,如果以同向物为参照物,那测量的速度就是它们各自相对于地面的速度之差;

如果以相反方向运动,那以相反物为参照就是速度之和,这也是经典力学中的速度叠加原理。以这个角度来看,两束方向相反的光,对其中一束光而言,V=V1+V2=2V,那么另一束光的速度肯定就是二倍的光速了。


由于光速的速度为每秒30公里,所以在这样的高速世界中,牛顿力学就开始失效,这时候我们就要用到相对论。

问题在于,在爱因斯坦的狭义相对论中,其中一束光或者另一束光都不能作为参考系,所以对这个问题进行任何讨论都是无效的,而且在光速下,时间就是静止的,那么时间静止的话,一些物理量就无法定义了,就比如速度,在时间停止的情况下你根本无法进行任何测量......


狭义相对论——时间膨胀效应

作为一种时间单位,时间是世界上最简单的东西,有了时间我们才分得清白天黑夜,而时间膨胀效应的发现,直接把时间上升到了与空间的联系。


首先时间膨胀效应大致可以分为引力引起的时间膨胀,还有速度引起的时间膨胀,在狭义相对论诞生之前,时间只是一个普通的不能再普通的物理量,但在相对论中,爱因斯坦展示了一个时空观,即时间与空间并不是完全隔绝的,而是密切关联的,也就是说时间并不是一成不变的,它会随着速度、质量的变化而变化。


引力时间膨胀:有质量的物体会使其周围的时空发生弯曲,简单来说,在大质量物体周围,时间会相对变慢,而且引力时间膨胀已经通过实验得到了证实,并广泛应用到全球GPS时间计算系统中。


速度时间膨胀:由速度引发的时间膨胀是比较难的,而我们题目中所讨论的就是这种情况,简单来说就是,当物体的运动速度越快,在观察者的眼中,这个物体运动的时间就会流逝的很慢,如果一个物体的运动速度达到最大值(真空下的光速),时间就相对静止了。


随着时间对于它来说,是相对静止的,但是这里所谓的静止,只不过是我们从地面上看起来而已,而对于达到光速飞行的人或物来说,里面的时间还是一成不变的,比如在地球上,人类的寿命最多不过是100年,换成在光速飞行的飞船中,其寿命也还是100年,只不过这100年被光速给放大了,我们需要以光速行驶100年之后,才会迎来死亡,但对于地球上的时间来说,一光年可能是几万年的时间,于是我们的寿命与地球上的时间相比,就被相对放大成了数百万年的时间。



两束方向相反的光,另一束光的速度是二倍光速吗?
答:两束相反方向运动的光,是不是他们的速度,如果把另外一束光当成参考系的话,它的速度就是二倍光速了,理论上来说是这样的,但是相对速度并不等于绝对,速度它也并不会超越现在物理学的框架,它只是换了一个参考系,然后它的速度发生了改变而已。相对的速度是不具备可参考性的,比如说我们现在躺在床...

那两束相反方向的光,一束光相对另一束光的速度是不是两倍光速?
答:同一个事件对两个参考系——其中一个参考系相对另一个以速度u匀速运动——我们不妨假设分别为(x1 , t1)和(x , t),它们之间的变换公式如下:x1 = (x – ut)/ (1-u^2/c^2);t1 = (t-ux/c^2)/ (1-u^2/c^2).顺便说一下,显而易见的是,当速度u远远小于光速的时候,u/c...

...不管移动或静止的东西,那一束光相对于另一束光的速度是多少呢_百度...
答:“光在空虚空间里总是以一确定的速度V传播着,这速度同发射体的运动状态无关。”“下面的考虑是以相对性原理和光速不变原理为依据的,这两条原理我们定义如下:1. 物理体系的状态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是两个在互相匀速平行移动着的坐标系中的哪一个并无关系。2. ...

求更多推翻牛顿定律的理想模型,下面是我推翻牛顿第一定律的过程,求指教...
答:追问: 不是,参考系是任由人选定的,当你把某个物体当作参考系时就认定它是静止(静止和运动是相对的,因参考系而定)的这是毫无疑问的,我想得到的是…惯性定律被这个理想模型推翻…再一个模型(速度合成):两束光相对射出,以其中一束光为参考系那么…另一束光的速度是不是…2C?呵呵,这个...

...光按相反的方向直射,那么一束光相对于另一束光的速度是不是等于两倍...
答:不对,你所说的二倍光速是默认了第三个参考系,在第三个参考系中你看两个相反传播的光,认为一个对另一个是二倍光速。实际在爱因斯坦理论中,光速是不变且无法达到的,就算是你所在的参考系以光速运动,你要想测出与你背到而驰的光的速度也是不可能的,你的参考系中,距离无限拉长,时间已经停止...

如果两束光以反方向运动,它们的相对速度是2倍光速吗?
答:试想一下,如果两束光沿着相反的方向发射出去,它们背向而驰,那么,一束光相对于另一束光的速度会是多少?会是两倍光速吗?这样岂不是打破相对论了吗?当我们在谈论速度时,需要选择一个静止参照系,参照系选择不同,相对速度也会不同。举个例子,一列火车以速度v相对于地面运动,那么,坐在火车上...

用一束光照另一束光,颜色会变吗
答:会。两束光相互照射时的情景,其实和两种颜色的水相遇时的情景是一样的,两种颜色不会被撞相互分开,反而会融合在一起,会形成另一种颜色,导致颜色会改变。

为什么光速不变
答:光速不变原理 光速不变原理,在狭义相对论中,指的是无论在何种惯性系(惯性参照系)中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。这个数值是299,792,458 米/秒。光速不变原理是由联立求解麦克斯韦方程组得到的,并为迈克尔逊—莫雷实验所证实。光速不变...

全息照相中为什么要控制参考光和物光的光强比4:1到15:1
答:参考光和物光的光强比太大, 会造成对比度差、象不稳定。物光与参考光应满足:物光和参考光的光程差应尽量小,两束光的光程相等最好,最多不能超过2cm,调光路时用细绳量好;两束光之间的夹角要在30°~60°之间,最好在45°左右,因为夹角小,干涉条纹就稀。这样对系统的稳定性和感光材料分辨率...

相向而行的两束光的相对速度是多少?
答:根据洛伦兹变换的出的速度相加定律(现在认为是绝对真理)是:u=(u'+v)/[1+u'(v/c^2)]说明:u’是物体1相对于参考系(就是观查者)的速度;v是物体2的速度(同上)那么u就是物体1相对于2的速度。我们可以看到当u'与v都趋近于C时u=(约)(c+c)/[1+c(c/c^2)]=2c/2=c所以上面...