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求教狭义相对论问题

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火车隧道佯谬,大家都很熟悉吧。小弟有个地方不明白,隧道管理员同时放下两个闸门ab,在火车司机看来,是远端的闸门a先落下,近端b的后落下。这是因为火车往隧道里运动,远端闸门距离火车变近,光的传播需要时间,所以司机觉得远端门a先落。这部分能理解。接着是火车两端发火箭。隧道管理员视角是看到车尾先发出,然后车头出来后才发出车头的。这里如果隧道管理员站在近端b那块观察,我能理解。但是如果他站在隧道中间,或者远端a那块观察?还是后面先发吗?我咋觉得站在远端那看,是先看到车头火箭出来呢。这里都是站在隧道外面啊,不是里面。


IP属地:广东来自Android客户端1楼2025-02-12 02:57回复


    IP属地:广东来自Android客户端2楼2025-02-12 03:14
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      IP属地:广东来自Android客户端3楼2025-02-12 09:04
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        参考系不同 同时的相对性就不同。


        IP属地:上海4楼2025-02-12 09:12
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          这类假设一般都不考虑光传播到观测者花的时间,就是一边更早发生了,一边更晚。


          IP属地:江苏来自Android客户端5楼2025-02-12 09:36
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            因为观察者所在的参考系决定了他们对事件发生顺序的看法。
            在火车的参考系中,车尾和车头同时发射火箭,而在隧道管理员的参考系中,由于光传播时间的差异,他们会看到不同的事件顺序。于站在隧道外的观察者(无论是近端、中间还是远端),他们所看到的火车尾部和车头发射的信号,是与火车的运动状态和光的传播延迟相关。站在远端的观察者,尽管车尾发射的光是“先发生”的,但由于车头离远端更近,光到达远端的时间更短,所以他们会先看到车头发射的信号。
            换言之,光传播的延迟会影响观察者对事件发生顺序的判断。


            IP属地:广东来自Android客户端6楼2025-02-12 09:48
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              还有,尺缩效应是看起来短了,并不是本征长度短了,那么,隧道火车本征长度相同,这个真实情况是火车既不能同时发两个火箭出去,会撞墙。两个闸门也不能同时关住火车。会砸到火车。


              IP属地:广东来自Android客户端7楼2025-02-12 10:10
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                初学者常常误解尺缩效应为视觉错觉,认为运动的尺子看起来变短是因为光子传递的时间差。然而,这种理解是错误的。尺缩效应是通过测量来验证的,而不是通过视觉观察。科学家们通过实验和理论计算确认了尺缩效应的存在,并解释了其物理机制


                IP属地:广东来自Android客户端8楼2025-02-12 10:16
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                  其实这里是很多科普没有说到的问题,“先看见,不表示先发生”,要是站在a那里看,确实是看见车头先发光,问题在于他看见车尾的光之后发现车尾的光走的距离比较远,所以计算得出是车尾先发光。这就跟我以前一个想法一样,就是如果火车上的人刚好经过隧道中间点,而ab的闪光也同时到达,那么怎么得出a端是先发生的?就是在于,火车的人看见a的光走的距离更长,自然是a先发生,而不是通过观察收到光的先后顺序来判断发生先后的


                  IP属地:广东来自Android客户端9楼2025-02-12 12:51
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                    楼主先要转变一下观念。在经典力学中,同时就是同时,不同时就是不同时,同时发生的事因为光的传播时间不一样,你可能不同时看到。在相对论中,不在同一位置的两个事件可以是同时的,也可以是不同时的。
                    比如张三李四相距遥远,你现在在他们的正中间,你看到的他们是一样大(他们一样大的时候从他们身上反射的光同时传播到你眼中),如果你与他们相对静止,那么张三李四就是一样大,他们一样大时反射的光经过相同的距离传到你眼中;如果张三高速向你靠近,李四高速远离你,那么你看到的张三是比现在更远的张三,光从他身上反射过来需要更长时间,而你看到的李四是比现在更近的李四,光从他身上反射过来时间就更短,所以你看到的是一样大,实际上张三比李四大。也就是说,你看到的张三李四是一样大,实际他们谁更大,与运动状态有关,你只需要改变你自己的速度,并重新以自己为参照,认为自己不动,是张三李四相对的你运动状态变了,他们的年龄也就会跟着变了。


                    IP属地:广东10楼2025-02-12 17:13
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                      跟站在那里没关系。 站前面也好后面也好中间也好不影响。


                      IP属地:浙江来自Android客户端11楼2025-02-13 02:27
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                        站在中间也还是后面先发。
                        两个参考系
                        隧道管理员的参考系也就是我们默认的参考系是隧道门同时关,车尾先发。
                        而火车参考系是车头车尾同时发出火箭,远端隧道门先关。
                        不必考虑光传播时间,这是参考系的问题


                        IP属地:山东来自Android客户端12楼2025-02-13 08:03
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                          首先,人眼看到的顺序并没有参考价值,必须经过分析给出瞬时事件在参考系中对应的真实时刻才有价值。这是很多初学者易产生的误解。关于这种类似车厢入库的相对论问题,标准答案是:在地面参考系中,车厢整体同时停下并完全入库;在一个一开始与运动车厢共速并在车厢减速后继续维持原有速度的惯性参考系中,车厢头停在车库最深处后,其身后部分要等一段时间才完全停止,在这个过程中,车厢会发生“压缩”。


                          IP属地:广东来自Android客户端13楼2025-02-14 19:47
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                            记住,你所谓的“看到”指的是在你的参考系下“发生”。 而不是眼睛直接看到。
                            你在中间还是远端,显然不会影响事件的发生顺序。
                            你在中间是可以用眼睛直接看,因为两端距离你相同。
                            如果你在远端,你需要计算光传播时间,经过计算,你会发现,依旧是车尾先发出。


                            IP属地:浙江15楼2025-03-19 15:09
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