与相对论相关的分析

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1、与相对论相关的分析数学是一种游戏，可以在规则范围内任意发挥；物理学需要数学结合物理实践，反复论证总结。相对论更多的或许属于数学游戏。光速不变或许应是：任何光线在“静止的”光介质中都是以确定的速度c运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。惯性系可以分为封闭惯性系、开放惯性系、部分封闭惯性系，光在(光介质)封闭惯性系具有惯性。伽利略速度变换不是简单地速度叠加。本文思路1、相对论自诞生起，争议就没有间断过，其核心是光速不变；2、本文试图对光速不变进行分析、解释；3、光速不变是受到声速不变的影响

2、推测的；4、声速不变需要与宏观粒子运动状态进行比较；5、这种比较直接涉及坐标变换，所以会简单介绍伽利略坐标变换、洛伦兹坐标变换；6、本文提出的光速不变，可以对一些问题合理解释；7、之后的反复验证工作，不在本文范围，本文仅提出验证试验方法。本文的顺序：坐标变换分析→惯性系分析→声速不变分析→光速不变猜测→几个问题的解释→相对论的矛盾分析第一章坐标变换分析坐标变换通常指伽利略坐标变换、洛伦兹坐标变换。第一节老生常谈伽利略坐标变换某人A对C有他的认识，某人B对同一C也有自己的观点，由于A、B所处角度不同，他们

3、对同一C会产生不同的理解。第23页共23页伽利略坐标变换即是描述当A静止，B相对A匀速直线运动状态下，A、B对C的相对固定关系。下面是大家都熟悉的图例及公式：AyBy’yy’vC(x,y,z)vtx’(x’,y’,z’)oo’xx’zz’xzz’当t=t’=0时，o与o’重合，空间任意一点P相对两坐标系有：1、坐标变换公式：x’=x-vty’=yz’=zt’=t且有：x2-x1=x2’-x1’2、速度变换公式：vx’=vx-vvy’=vyvz’=vz3、加速度变换公式：ax’=axay’=ayaz’=a

4、z4、力学变换：F=maF=ma’请注意：1、速度变换仅指A、B对C的认识关系，与惯性系统A、B是否封闭没有关系；2、速度变换与速度叠加不是一个概念（或者说，B系为封闭惯性系，速度叠加；否则，B系速度会受到外界因素影响，不再是简单的速度叠加）。第二节伽利略相对性原理伽利略相对性原理举例萨尔维阿蒂的大船：从船舱中发生的任何一种现象，无法判断船究竟是在运动还是停着不动。　　萨尔维阿蒂的大船就是一种所谓惯性参考系。在一个惯性系(A)中能看到的种种现象(C)，在另一个惯性参考系(B)中必定也能无任何差别地看到(

5、C’)。亦即，所有惯性参考系都是平权的、等价的。我们不可能判断哪个惯性参考系是处于绝对静止状态，哪一个又是绝对运动的。伽利略坐标变换讲的是A、B、C之间的关系；第23页共23页伽利略相对性原理讲的是A、B、C、C’中，C与C’的关系。本节需要注意的是，萨尔维阿蒂的大船的种种现象，都是发生在船舱内，如果是发生在甲板上，伽利略相对性原理不再成立，因为甲板上会受到外界空气的影响，船舱的作用之一是对外界影响（例如空气）进行屏蔽，即：伽利略相对性原理成立的条件之一是在封闭惯性系内。第三节洛伦兹坐标变换洛伦兹坐标变

6、换讲的也是是A、B、C之间的关系；它把伽利略坐标变换中的不变量时间t大胆的分开，使之拥有独立意义；增加的k，主要说明一个系统相对于另一个系统变化是线性均匀的；洛伦兹坐标变换在数学上是一个进步。洛伦兹坐标变换，或许与伽利略坐标变换没有区别，具体分析见第四章第一节。第二章惯性系分析惯性系可以分为封闭惯性系、部分封闭惯性系、开放惯性系。三种惯性系均符合坐标变换（A、B、C)。封闭惯性系符合相对性原理（A、B、C、C’）。本章主要进行空气影响状态下惯性系分析。第一节惯性系模型我们引用“萨尔维阿蒂的大船”，修改并

7、建立如下模型（图2-1）：第23页共23页y系统3系统2系统1基础系统Aox图2-1模型解释：此船共三层：相同的上下两层船舱、一层平滑甲板。其中底层船舱是封闭的，上层船舱前后舱壁开有均匀孔洞，空气通过孔洞可以均匀进出船舱。在两层船舱及甲板的相同中心位置设置以下相同装置：一个小球，它可以在水平面自由滚动；一个点声源，可以向任意方向发出声波信号；一个点光源，可以向任意方向发出光波信号（下一章讨论）。暂且认为：底层船舱是封闭系统(系统1），上层船舱是部分封闭系统（系统2），甲板是开放系统（系统3）。当此船静止

8、于地面时，系统1、2、3与地面系统（基础系统A）相同，A系统作为比较系统。惯性系之间关系：A包含B（如大地与船）；A、B相离（如船与船）。惯性系之间不可能重合，只能是离得很近时，可以认为“重合”。试验目的：模型中，小球代表宏观粒子，声波代表波，通过实验分析粒子与波的异同；将声波分析应用在光波上，看会出现什么结果。第二节惯性系中的小球分析一、实验条件：空气相对地面静止（无风）；第一节中大船两艘，其中一艘A相对地面静止，另一艘相同大船B相对A惯