尺缩效应啊
求物理大佬通俗的解释一下,如何思考尺缩效应,谢了!
与尺子相对运动的观察者看来,尺子长度较短,这较短是和与尺子相对静止的观察者测到的长度相比。
与尺子相对静止的观察者测到的长度,称之为本征长度,是尺子的固有属性。这和存不不存在绝对的空间位置无关。要说各个惯性系地位相当,没有那个惯性系处于特殊地位,这是对的,也就是不存在绝对的空间位置。但由于尺子的存在,尺子在其中相对静止的惯性系就比较特殊了,在这个惯性系中的观察者测到的长度便可认为是尺子的固有属性。
你做了个足够聪明的假设:剑鞘足够软。因为狭义相对论的成立要求绝对刚体不存在,而我们生活的现实世界中,的确不存在绝对刚体,狭义相对论成立。
好,回到你的佯谬。结论是这把剑鞘最终总归是废了:剑鞘的末端被捅漏了,剑鞘口也被撞得稀烂。只不过在剑看来,剑鞘的末端先被捅漏,然后剑鞘口再被撞得稀烂;而在剑鞘看来,正好反一反,剑鞘口先被撞得稀烂,然后剑鞘的末端再被捅漏。仅此而已。只不过是两个事件的先后顺序发生了改变,不同惯性系中这两个事件照样都发生。
我们再看这个佯谬的升级版:在剑把即将撞上剑鞘口的时候,一下子把剑把处抓住。那么,在剑看来,剑鞘末端已经被捅破了,抓住剑把已于事无补;在剑鞘看来,貌似能挽救剑鞘末端,因为剑变短了,剑把即将撞上剑鞘口的时候,剑尖尚未抵达剑鞘末端。这样,同一个事件在不同惯性系下看,一种看法是发生了,一种看法是没发生,这当然是不允许的。
这个升级版佯谬的问题就出在我前面讲的不存在绝对刚体。由于剑不是,也不能是绝对刚体,在剑鞘系中,当剑把处被抓住时,剑尖仍然在向前移动,剑把处的制动传至剑尖是要花费时间的,这种制动的传播是通过剑的弹性,因此是剑中的声速(即弹性波在剑中的传播速度),这当然不能超过真空光速。因此,当剑把处的制动传至剑尖时,剑尖早已把剑鞘末端捅破了,剑鞘依旧保不住。这和剑系中的结果是一致的。
尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。由于"同时"的相对性,不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明,在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短,这就是所谓的尺缩效应,当速度接近光速时,尺子缩成一个点。