可視化【相對(duì)論】,零門(mén)檻徹底理解時(shí)空關(guān)系,虎年應(yīng)該不會(huì)有難題了

【可視化相對(duì)論】
【01】星際警察
【02】光速不變?cè)?,由麥克斯韋方程組率先得出,且經(jīng)邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,是正確的,
因果律問(wèn)題,如果子彈速度超過(guò)光速,那么我們可能會(huì)看到,人先倒地,再看到子彈被射出,,看起來(lái)無(wú)法理解,
換個(gè)簡(jiǎn)單的情況,在超音速飛機(jī)上喊出,
換個(gè)更簡(jiǎn)單的,水流速度為1m/s,而你以2m/s的速度順流而下,并且每隔1秒放下1個(gè)浮標(biāo),標(biāo)號(hào)1234,在河流下游接受的浮標(biāo)序號(hào)依次是4321,而你放置的順序是1234,你們兩者的因果感受不同,就是因?yàn)槟愠搅怂鞯乃俣龋ㄒ簿褪枪馑伲?/p>
1234,那么在飛機(jī)后面的人聽(tīng)到的會(huì)是4321,
【03】鐘慢效應(yīng)
車(chē)為參考系,光在兩面鏡子中來(lái)回跳躍,路線為兩條首位相連的線段,兩面鏡子間隔為d,時(shí)間ts=2d / c
地面參考系,光的路線為三角波,,相同時(shí)間,可以認(rèn)為光走的距離更遠(yuǎn)的距離,也就是設(shè)斜邊,設(shè)為dm,所花費(fèi)時(shí)間tm = 2dm / c,那么與小車(chē)平行的直角邊邊長(zhǎng)為tm / 2 * v,(v為小車(chē)速度)
根據(jù)勾股定理,可以得到tm = sqrt(4d^2 / (c^2 - v^2)),化簡(jiǎn)可得2d/c * sqrt(1 / (1 - (v^2 / c^2)))
將2d / c = ts,帶入方程
tm = ts * 1 / sqrt(1 - v^2-c^2),將后面的分?jǐn)?shù)叫r(伽馬),洛倫茲常數(shù)
當(dāng)v遠(yuǎn)小于c時(shí),r無(wú)限趨近于1,所以在日常生活中,幾乎感覺(jué)不到(日常生活的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光速)
如果v為0.86倍光速飛行時(shí),飛船外過(guò)了2小時(shí),飛船內(nèi)才過(guò)了1小時(shí)

【04】閔可夫斯基空間
最難理解的就是這一段,這個(gè)變幻太難了
時(shí)間t為縱軸,空間t為橫軸,光速的就是45度與135度的線,(角度可改,更改x軸或t軸單位即可,默認(rèn)使用光年作單位等等)
速度越慢,斜率越高,
洛倫茲變幻,需注意光速不變,一直是45度與135度,而改變的是t軸與x軸的角度(原本垂直,現(xiàn)在傾斜)

【05】相對(duì)論的同時(shí)
洛倫茲變化,可以解決兩個(gè)背向而行且2/3光速的人,他們的相對(duì)速度也依然沒(méi)有變成4/3的光速,而是12/13的光速,
當(dāng)一個(gè)人以2/3光速運(yùn)動(dòng)時(shí),需要找到xt圖上的等時(shí)點(diǎn),在原有xt中畫(huà)一條平行于x的線段,線段端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間是相同的 ,
需要繪制等時(shí)線,原理就是做t軸的垂線,不同視角的等時(shí)線是不同的

【06】火車(chē)穿隧道悖論
火車(chē)長(zhǎng)度小于隧道長(zhǎng)度,火車(chē)能不能在某個(gè)時(shí)刻放煙花,使得煙花都不會(huì)被隧道擋住
根據(jù)火車(chē)作等時(shí)線,
火車(chē)為參考系:是同時(shí)放了煙花,且完成了
隧道參考系:火車(chē)在屁股還沒(méi)進(jìn)去時(shí)放了煙花,火車(chē)頭剛出來(lái)放了頭的煙花

【07】洛倫茲曲線,有點(diǎn)像雙曲線,
以tc為縱軸,距離單位,x為橫軸
洛倫茲曲線是以光速為漸近線,的雙曲線
現(xiàn)在有1個(gè)運(yùn)動(dòng)物體,其速度v = x / t,
肯定會(huì)與洛倫茲曲線相交,現(xiàn)在計(jì)算靜止參考系的1秒的情況下與,洛倫茲曲線相交
可以得到在靜止參考系的與tc相交的點(diǎn),
聯(lián)立公式,可以得到ct = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2) = r
這個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是r,也就是靜止參考系情況下,此物體以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)的 路程
兩邊的雙曲線,是在空間上的變幻,
這就是光錐,,,,,,,,,
