最近偶然会看到类似于“光是否有惯性”这样的帖子冒头,问题差不多是这样的:一辆车与地面相对匀速运动,车上有一个随着车子一起运动的激光器垂直向上发射激光,问:这束光在地面看来是否还是垂直向上发射的?
先说结论,在地面看来这束光不是垂直向上发射的,它将会斜着向车运动的方向发射,且水平速度刚好等于车相对地面的运动速度。
这个结论可以通过相对论的速度公式很容易地算出来,这里只贴出相吧的一个老贴http://tieba.baidu.com/f?kz=316815096 ,感兴趣的可以去看一看是怎么计算出来的,这里不再赘述。不通过计算,只根据“在一个参考系中发生的事件在另一个参考系中也会发生”也能很轻易地分析出这个结论:
假设激光器正上方的车顶上有一个接收器,那么既然在车上看,从激光器发出的光射到车顶上的接收器这一事件会发生,那么在地面上看光射到车顶上的接收器这一事件也必然会发生,又由于光在射到接收器之前车子是向前运动的,因此光必然要斜向前方发射才能射到接收器。而且光的横向速度必须要与车速相同,否则光要不就落后于车子要不就超前于车子而射不中接收器。
通过以上分析得到的结果看起来已经终结了这个问题(当然也确实终结了这个问题),但有的人觉得光是没有惯性的,光不应该受到光源运动状态的影响,光应该在地面看来也是垂直向上发射的,如果在地面上看来光是斜向前方发射的,那么就说明光受到了光源运动状态的影响,这就与“光没有惯性”矛盾了。
其实光确实是不受光源运动状态影响的,而在地面上看光也确实是斜向前方发射的,那么问题出在哪里呢?问题就出在对光源的理解上。我们不应该把整个激光器当成是光源。
先说结论,在地面看来这束光不是垂直向上发射的,它将会斜着向车运动的方向发射,且水平速度刚好等于车相对地面的运动速度。
这个结论可以通过相对论的速度公式很容易地算出来,这里只贴出相吧的一个老贴http://tieba.baidu.com/f?kz=316815096 ,感兴趣的可以去看一看是怎么计算出来的,这里不再赘述。不通过计算,只根据“在一个参考系中发生的事件在另一个参考系中也会发生”也能很轻易地分析出这个结论:
假设激光器正上方的车顶上有一个接收器,那么既然在车上看,从激光器发出的光射到车顶上的接收器这一事件会发生,那么在地面上看光射到车顶上的接收器这一事件也必然会发生,又由于光在射到接收器之前车子是向前运动的,因此光必然要斜向前方发射才能射到接收器。而且光的横向速度必须要与车速相同,否则光要不就落后于车子要不就超前于车子而射不中接收器。
通过以上分析得到的结果看起来已经终结了这个问题(当然也确实终结了这个问题),但有的人觉得光是没有惯性的,光不应该受到光源运动状态的影响,光应该在地面看来也是垂直向上发射的,如果在地面上看来光是斜向前方发射的,那么就说明光受到了光源运动状态的影响,这就与“光没有惯性”矛盾了。
其实光确实是不受光源运动状态影响的,而在地面上看光也确实是斜向前方发射的,那么问题出在哪里呢?问题就出在对光源的理解上。我们不应该把整个激光器当成是光源。