一百急求答案:灯到底会不会亮?狭义相对论--尺缩效应问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/24 21:23:17
一艘飞船,原长为10米,船尾和船头装有2个串联激光控制的可控开关板和一盏灯,当两个开光同时被两激光束照射到后,灯亮,否则灯灭,因此灯亮的条件是两激光的距离必须为飞船长的0.3到1.1倍之间。现在飞船以V=0.8C的速度飞行,在飞船经过的途中有两束相距10米(地面为参考系)的连续激光,请问飞船经过两激光束灯会不会亮呢?
我的理解----
地面上的人观察结果:激光束距离是10米,飞船由于高速运动(或者说地面相对飞船以v=0.8c速度运动,飞船上观察者看到的船长是原长)发生尺缩效应变为6米,因此两开关不可能同时被激光照射到,灯不会亮!
飞船里的人观察结果:飞船为10米,两激光束距离由于尺缩效应变为变为6米,船上的灯因此会亮!
我的问题是谁帮我解释下灯到底会不会亮,哪个答案是正确的,哪个错的,错在哪里??
补充几点:
1,连续激光:持续性发射的激光束,和脉冲激光相对
2,"灯亮的条件是两激光的距离必须为飞船长的0.3到1.1倍之间"
这是当船相对地面为静止时的灯亮的实测条件,对于数据,大家可以不必理会怎么得来的,对问题的分析这点是无关紧要的
3, 串联:其实串不串是无所谓,说出来是为了方便大家理解更形象些,反正要求的是2个开关同时关闭灯才会亮

这个悖论产生的根源是把假设中电流看作是瞬时的了。
而实际上,没有信息的传播速度能够超过光速。

位于不同位置的两点收到的信息无法瞬时整合在同一地点(即灯泡)处反应出来。

便于你更容易想清这个问题,你可以假定电线为光导纤维,这时候假设中的电路实际就是两束激光的延续。题设条件不足以得出结论。

这个问题很简单,会亮。实际上这道题考查的是一个事件的同时性的问题。
我们假设两激光分别为激光束a和激光束b。两个开关分别为开关A和开关B。地面为坐标系s,飞船为坐标系s'。
我们说A和B同时被触发需要有一个前提,到底是在那个坐标系下同时被触发?因为在s'中同时发生的两件事在s中可能不是同时发生的。相对论不但是空间的相对,更是时间的相对。根据你的说法,显然需要在s'中AB同时被触发,灯才会亮。
也就是说,在s'看来,某一时刻AB同时被ab触发,于是灯亮了,这一切都是同时发生的。(忽略电信号从船头尾传播到灯的时间)而在s看来事情的顺序是这样的,A被a触发,然后灯亮了,在然后B被b触发。这三件事是先后发生的。你的问题就是灯亮并不要求在s看来AB是同时触发的,只要在s'看来就好了。

或者给你举这样的一个例子,一辆火车以0.8c的速度行驶,使过站台。在站台看来火车长6米,站台长6米,也就是说总有一个时刻,火车前端和后端同时经过站台的两端。但是在火车看来,火车长10米,而站台长3.6米,也就是说火车的前端经过站台的前端要早于火车的后端经过站台的后端。

下面是我原来无聊的时候关于这一问题的一个讨论,欢迎阅读。

http://mlwy0.spaces.live.com/blog/cns!1235A516098A8E25!1125.entry#post

这个问题其实是混淆了同时的概念
由于相对论效应,在一个参照系同时的时候,另外一个参照系不一定是同时
也就是说,同时照到上面才会亮,这个