第三章 洛仑兹变换
3.1 准备
洛仑兹变换是电磁相对论的理论支柱。本书将以洛仑兹变换为主线贯串始终。
1. 电磁相对论基本思想
先有绝对,才能有相对;没有绝对,就不会有相对。从这个意义上说,相对论是建立在绝对论的基础上。 如果大家都是相对,那么必然陷入相对主义。 ............................ 这是电磁相对论的基本思想之二。
2. S系中的光矢量和光影
在S系中,光波从O点发出,经过时间 t 到达A点,光矢为OA。 ![]() A在X轴上的投影是B点,即光波从A发射到B,发射方向重直于X轴。OB是OA的光影,OB=x,A点的坐标为A(x,t)
光影点B在X轴上的移动速度称为光影的速度,它永远小于c,因为速率取决于路程和时间的比。路程OB小于路程(OA+AB),但它们所对应的时间是相同的。注意,光是从O发出到达A,再从A到B。 3. S系中的光影与光矢不同步
光影点B,与A不对应,或不同步,这是很重要的事实。原因是光的传播从A到B不是瞬时的。 只有当OA很短,或是OA的方向近似于OX 轴的方向,B点才近似是A点的投影。
4. S系中的观测者
S系中的观测者,观测到S′系沿坐标轴 X 方向运动,经过时间t后,S′系的原点从 O 运动到O′的位置。S′系中的OA变成了S系中的O′A。并且 O′A≠OA 电磁相对论认为,OA≠O′A是一种相对论观测效应。这种效应只能是S系中的观测者,对S′系中的电磁对象进行观测时,才能在S系中被观测到。因为,S系中的观测者既可以观测到自已坐标系中的OA,又可以同时观测到O′点上的光源的移动。 我们的任务是找到OA与O′A之间的数值关系。
5. S′系中的观测者
假设S′系中有一位观测者,他将看不到OA,用仪器也检测不到OA的存在。OA对于S′系中的观测者来讲,是根本不存在。原因是,S′系一旦运动,S系是一个空的坐标架,没有光源和电磁源,坐标轴不会发光,等于说S系中没有被观测的对象。 S′系中不应当有观测者,即使有观测者也毫无意义。这是电磁相对论与其它相对论的区别。 对于观测相对论效应这一目的而言,S系与S′是不平等的。因为只有S系中的观测者,才能够观测到相对论效应。
6. 在一维中求 O′A
在一维情况下,认为光点A与它的投影点B近似 ![]() 重合,即OA=OB=x,在S系中(图7)有
注意到,O′A 在 S(S′ )系中,是 O′B =x′。x′ 应当对应于 t′,所以在S系中还应当有
我们看出
是不变量形式,其形式为A2-B2。 上面的形式使我们想起坐标系旋转不变量A2+B2.
在坐标系旋转公式中恰好包含x与x′的关系,即OA与
补充如下
是
当光信号的传播方向沿坐标轴方向时 是 光 矢量 的 变换
洛仑兹变换
毫无关系
速度合成
是 物体运动速度的合成 (我知道,您有疑问,到速度合成那一节再详细说明)
这一节的 要点 因为 以光源为参照物
以光源为参照物
以
光源
为
参照物 因此 只有 S系中的观测者 才能 观测到 观测效应(相对论效应)
S′系中有光源 所以 S′系中的观测者 观测
自已
毫无意义 您 把 这一点 弄 清 则 电磁 相对论 入门 为什么说
爱因斯坦
原因
2010.5.14.
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