將手電筒開啟並扔出去,手電筒裡的光超越光速了嗎

2022-05-09 12:41:38 字數 5183 閱讀 2061

1樓:

科學是注重過程的,對於這個問題,牛頓世界觀下的解決方案,其實就是把兩個速度進行疊加,也就是說,地面觀測者的速度是車速+人的速度,也就是10+5=15米/秒。所以,如果一個手電筒開啟並扔出去,如果用牛頓的世界觀,地面觀測者看到的光的速度就應該是光速c+手電筒的速度,所以一定會大於光速c。

比如說這個手電筒在你面前作勻速直線運動,然後順著運動方向上射出一束光線,那麼這束光的速度相對於你來說是多少呢?答案很簡單,根據光速不變原理,光速在任意慣性系中都是相同的,或者說光走的是類光曲線,因此光的速度仍舊是大約每秒30萬公里。這其實是愛因斯坦和牛頓對於時空的看法不同造成的

牛頓認為「時間」和「空間」是彼此獨立的,而且對於任何參考系(觀測者)來說,時間和空間是一樣的。意思就是,對於任何人來說,一秒就是一秒,一米就是一米,在大家眼裡一秒和一米都是一樣的,和他們的運動狀態沒有關係。而愛因斯坦則認為,「時間」和「空間」並不是分立的物理量,而是可以被統一的,他管著叫做「時空」。

具體來說就是,由於運動狀態的不同,時間和空間也會發生變法。實際上狹義相對論中存在一個速度變換式,可以清晰的得到任意物體在某個慣性系下的速度,由於具備靜止質量的物體速度不能達到光速,因此這個式子通過一些簡單的數學證明,就能知道得到的最大速度並不能超過光速。

2樓:匿名使用者

手電筒裡的光不會超越光速的,光速是目前最快的速度。

3樓:轉身回眸之間

手電筒扔出去,肯定不會超越光速,因為它的初速度並不大。

4樓:四十隻獅

這個應該是不會超越光速的,因為手電筒裡面的光沒有什麼特別的,更不會超越光速。

5樓:小迪

從表面上看,手電筒裡的光超越光速了,實際情況只有物理學家能夠解釋明白。

6樓:匿名使用者

手電筒扔出去,肯定不會超越光速,光速是目前最快的速度。

7樓:他咯兔卡

手電筒裡的光不會超過光速的,光速是固定的。

8樓:c2百賬號

沒有超越光速,扔手電筒的速度比光速還是慢好多。

9樓:淘淘淘奇

並不會,光速是這個世界上速度最快的,還沒有能比上它的。

10樓:

無論如何光是超過不了光速的,這是無法改變的。

如果手電筒對一個方向照射,然後再給手電筒在這個方向上施加速度,那它的光是不是超越光速了?(相對於我)

11樓:匿名使用者

它的光不是超越光速,還是原來的光速,

不能用經典物理的思維定式模式來思考這個問題。

相對論 手電 超過光速

12樓:匿名使用者

都是流傳已久的老問題了。

1 先說第二個問題。剛體不存在,你這個例子恰好可以說明,相對論直接否定絕對剛體的存在。

2 關於第一個問題,有些人用水槍對比,這也是網路上常見的解釋,算是「以經典理解對付經典悖論」,但實際上,我設計過一個模型,把光當作水一樣看做粒子流,考慮轉動時的滯後,認為形成螺旋狀的軌跡,仍可以設計出超光速的模型——把光斑換成影子可以找到這樣的模型。

所以,很多科普教材,包括部分物理大師,給出的是另一種解釋:這個速度可以超光速,但不能傳遞資訊和能量並不違反相對論。

實際上,相對論只要求資訊和能量的傳遞速度小於光速,某些不能傳遞資訊和能量,是可以超光速的,比如德布羅意波的相速度,是c^2/v>c,但受朋友所託稽核德布羅意**的愛因斯坦毫無異議,他知道這並不與相對論矛盾。

光斑實際上光波的波前,它的移動也就是光波的相速度,超光速也無所謂的。群速度不超光速就沒問題了。

13樓:玉棟上鋪

1.先來說你的光。

你把手電筒從天的一邊划向另一邊,這個過程是手電筒的先發出的光跑到了天的一邊,後發出的光跑到了天的另一邊。這個過程沒有一個光子是從天的一邊出發跑到天的另一邊的。沒有一個光子把天的一邊的資訊帶到天的另一邊。

天球上光斑的運動速度顯然大於光速,但這種速度不是物質運動速度。比如說地球北極有個燈亮了一下,緊接著南極有個燈又亮了一下。你可以說亮點的移動速度大於光速。

但這並不代表,在北極亮的那個燈以大於光速跑到了南極。

2.你的竹竿。

當你的杆子很長很長時,就要考慮到引力場不均勻的問題,杆子頂端的引力場必然比底端要小很多很多。所以無法保證在小尺度下的一秒鐘倒下的事件在放大了很多很多倍後會照常發生。

實際上是這樣的,杆子會彎折(只要有質量,必然會彎折,沒有什麼絕對剛體),像軟麵條一樣,根部先著地,接著遠端陸續著地。遠端必然不會跟近端同時著地 。

14樓:匿名使用者

第一個問題,我承認,這個a點之後的點,的確超光速了。但是這並不違反相對論,因為你說的光柱照到的a點之後的點,並沒有承載任何的能量、質量。

假設,手電筒為o,你所說的a點之後有個點b,b旋轉過一個角度後到達的位置是點c

好了,你說,一個光斑,以超過光速的速度,從b移動到了c。這個我承認,是對的。但是我問你,有沒有能量或者質量從b移動到了c呢?

沒有!!!有能量從o移動到c,沒超光速,有能量從o移動到了b, 也沒超光速,有什麼東西從b移動到c麼?沒有!!!

相對論,不限制虛的東西,不限制沒有承載能量和質量的東西。

在物理學中,有個東西叫做德布洛伊波,或者叫物質波,它具有相速度。我可以明確地告訴你,這個相速度,是可以超光速的,就像你這裡的光斑一樣,這個相速度可以認為是一種速度,但是它並不承載能量和質量,所以,它超光速了也無所謂。它是虛的,是人為找出來的一個速度,而不是某個東西的速度。

第二,竹竿的問題。我姑且認為你照到了一根足夠硬足夠長的竹竿。那麼不好意思,你的假設有問題。

如果這根竹竿足夠硬足夠長的話,它在a點之後還有質量分佈的話,那麼,你不可能讓它在一秒鐘內倒下。這是因為,運動地越快的物體,質量越大,越難加速。當a點之後的某點接近光速的時候,質量接近無限大,你無論如何都不可能再給它加速了。

於是,它還是達不到1秒內倒下所需要的速度。換句話說,如果你真的找到了這樣一根杆子,那麼,沒有人能在一秒鐘之內把它推倒。

當然,如果你這根杆子在a點以後,是沒有質量分佈的,是空的,只是你想象出來的延長線,那麼,我承認,它可以超光速。可是,這個超光速還是不違反相對論,因為,它不承載任何質量和能量!!

15樓:匿名使用者

當你光線的長度達到30萬公里數量級的時候,光的傳播就不是瞬時的了,這樣考慮的話,你會發現當你揮動手電的時候,某一時刻,光不再是直線,而是向你揮動水槍時水柱的曲線運動。離手電越遠的點偏離直線位置越大。

由於實際的竹竿不是完全的剛體,竹竿的問題也涉及到一個震動的傳播問題,你手的揮動本身其實相當於造成了竹竿的震動,而這個震動沿著竹竿傳播,使整個竹竿沿著你的揮動方向運動,這個震動的傳播速度近似於竹竿內部的聲速。也就是說實際上靠近底端的落地時間和頂端的落地時間其實是有一個微小的差距的,這個差距和你竹竿的長度成正比,也就是說,當你竹竿足夠長的話,如果竹竿不斷,也不是直線落下來的,而是曲線,末端的速度不會比中間的速度快多少的。

關於第一個問題做一下補充,我上面的論述確實是在經典環境下作的論述,在經典的環境推翻經典的悖論確實邏輯上有問題,不過如果真考慮相對論情況的話,我認為還是不可能超光速的,因為這裡面光點的運動已經涉及到了資訊的傳遞。

考慮相對論的話,有幾個點需要小心,第一個是速度變換已經不再是經典的線性變換,也就是說速度的合成和分解已經不簡單的滿足平行四邊形定則。還有就是同時的相對性,同時的概念與經典已經完全不同,怎樣對錶怎樣使用同樣的時間開始尺度,這是個很大的問題。

16樓:匿名使用者

簡單點說

第一個問題:把手電筒想象成水槍,水以光速噴出,一旦出來就以c沿直線前進,不會再由於你轉槍口再附加角速度,所以出來的水軌跡是螺旋狀

第二個問題:首先剛性杆不存在,對於你這個問題,就是退一步講,有這麼一個剛性杆,它要倒下,(起碼你承認它初始速度不超過c),那麼,它如果有你說的那麼長,就不可能在一秒倒下,因為,要倒下,需要力來給他各個部分加速,根據相對論,質量也是相對的,假設某一時刻,末端的速度已經很接近c,那部分的質量就會變得無窮大,要想使它進一步加速而達到c,就需要無窮大的力,顯然這在宇宙中是不存在的

17樓:匿名使用者

這時兩個不同的問題。

第一種情況 像光斑這種情況不受光速限制。假設有堵牆在那,我們讓光斑在上面移動的速度即使超光速,但事實上並沒有訊號從初始光斑的位置傳到終了光斑的位置,這兩個時刻產生光斑的光子是不同時刻從手電筒發出的。你可以想象如果這個手電筒是兩邊都開著的,這樣會在周圍的牆上產生兩個光斑,然後你第一次遮住一邊,然後鬆開手遮住另一邊,難道你會因此認為這個光斑是可以瞬間移動的嗎?

(或者應該說,你的問題中的超光速和這裡的瞬間移動是同樣合理或同樣荒謬的)

另補充下:樓下兩位對第一問情況說明是正確的,但是並沒有抓住本質。的確手電筒發出的光柱不會是直線,但是這並不影響光斑可以超光速運動的結論。

比如如果在1光年外有一座圓形的圍牆,我現在在這裡轉手電,那一年後就會在那座牆上形成一個超光速運動的光斑。

第二種情況,任何資訊(包括力)的傳播不超過光速,在這種情況下,嚴格說不可能存在剛體,因為剛體要求內部任意兩點間距離保持固定,可是,當一點開始運動後,它的運動狀況並不能瞬時傳到另一點,剛體的概念自然失效。也即是說,在相對論條件下,你假設一根足夠長棍子上的每一點能夠保持同樣角速度倒下是不成立的。

18樓:匿名使用者

光是會彎曲的。

光既是電磁波,也是粒子。把光想象成粒子。

好比機關

槍不停發射子彈,並且機關槍在轉動,那子彈會連成一條曲線。

總之,研究相對論,首要前提是承認光速在任何參照系中都為c,相對論就是在這一前提下,才提出的。

可能解釋不太清楚吧。

19樓:登上冰封王座

按照你的說法:a點的上端部分的速度比a點下面的快,那麼a點上端的肯定比a點下端的部分先倒下,但這是一支剛性的竹竿,不可能發上以上情況,所以這就產生一個悖論!

同理,手電光a點前的光比a點後的光快的話,那麼是先有a點前的光,但是沒有a點後的光的話,**有a點前的光呢? 這也是一個悖論!

如果用愛因斯坦的狹義相對論來解釋:用竹竿的例子:竹杆上a點上的部分速度比a點下面的快,那麼我在一架光速的車上,以竹竿為起點,以竹竿倒下的方向上以光速運動,那麼竹竿倒下時,我看到的是a點下端的部分不動(同為光速),而a點上端的卻倒下了,這也是一個悖論!

我的理解是:空間發生了扭曲. 可能要用上廣義相對論的知識.

研究手電筒有什麼意義送手電筒的意義是什麼

目前主要是集中在新能源方面,比如太陽能手電筒的意義非凡,是目前的研究方向。太陽能手電筒是採用太陽能技術與節能led完美結合的產物。還稱為 ntbg小手電 外觀不僅很精緻,還很實用 很方便。白天晒兩下,晚上就可以用上幾個小時,又不用裝電池那麼麻煩,又不會有電池汙染。是真真的綠色產品。ntbg太陽能手電...

工業防爆手電筒的用途有哪些,防爆手電筒有什麼作用

防爆手電筒主要應用於工業領域,防爆手電主要是用於消防 電力 工礦企業及其他易燃易爆場所提供移動照明。防止電火花的照明裝置,涉及一種在易燃 易爆氣氛中使用的防爆手電筒。在煉油廠等充有易燃易爆介質的工作場所,照明裝置必需具有防爆功能。防爆手電筒主要用在石油 海洋石油 石油化工 和化學工業等行業裡,其實主...

手電筒是怎樣發出光的,手電筒為什麼能發出光?

手電筒也有燈泡,生活中的電筒各種各樣,有戴在頭上的帽子電筒 日光燈電筒 收音機電筒 筆式手電筒 電筒式應急燈等。手電筒是由外殼透鏡 反射鏡 燈泡 電池 底座 開關幾部分組成的。手電筒能發光,不只是因為它裡面裝有電池,還因為手電筒的外殼與燈泡和電池構成了一個完整的通路,讓電流能夠通過,燈泡才會發光。不...