狭义相对论的习题地球上的观测者发现,一只以速度0.6c向东航行的宇宙飞船将在5s后同一个以速率0.8c详细飞行的彗星相撞

问题描述:

狭义相对论的习题
地球上的观测者发现,一只以速度0.6c向东航行的宇宙飞船将在5s后同一个以速率0.8c详细飞行的彗星相撞.(1)飞船上的观测者观测,彗星以多大速率向他们接近?(2)飞船上的观测者测量,还有多少时间允许他们离开?
(1)vx‘=(vx-u)/(1-uvx/c^2)
(2)设地球为s系,飞船为s'系
彗星此时和相撞时的时空坐标分别为(x1,t1)(x2,t2):(x1',t1'),(x2',t2')
由题意t=t2-t1=5s,则x=x2-x1=0.8c*t=4c
根据洛伦兹变换x2’-x1‘=(x2-x1-u(t2-t1))/根号下1-(u/c)^2
根据x2'-x1’=vx‘*t’
解得t‘=
(2)另一种方法,直接相对论时间变换t2’-t1'=((t2-t1)-(u/c^2) (x2-x1))/根号下1-(u/c)^2
t'=t2'-t1'
两种解法都不对且两者的结果都不相同,thanks
1个回答 分类:物理 2014-12-05

问题解答:

我来补答
做法理论上没有错.但是你正负号搞错了
以向东为正方向的话是x=x1-x2=4c,
如果以向西为为正方向则u是负的.
再问: 确实 但是把符号改过来结果也是不正确的。
再答: 仔细一想这题的说法其实是有问题的 由于同时的相对性,所以其实说“当地球观测者看到.....现象时,飞船观测者此时..."在严格上是不能说的。 假设在地球上参照系上此时t取0,则 你的做法考虑卫星,以卫星处在(0,7c)时作为飞船参照系中“此时”的定义 而标准的做法是以飞船处在(0,0)作为飞船参照系中“此时”的定义。 这两个时间在飞船参照系是不一样的,所以一般来说这个问题是无意义的问题,实际上应该以飞船上收到这个讯息为时间起点。一般处理是假想了飞船在过(0,0)时同时收到了这个信息。
 
 
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