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1700989024 (8.6)和(8.7)中的时间变换式给出了时钟零点校准差异的定量关系式.S′系中x′轴上各时钟同时指零,即有t′=0,但按照S系的计时系统,除去x′=0点对应t=0外,其余均对应t≠0.将c记成1个速度单位,设个速度单位,S′系中(1个长度单位)、(-1个长度单位)三处,时钟读数如果同为1个时间单位(例如1:00),那么对应S系中的时间便分别为个时间单位(例如1:0′43″),个时间单位(例如1:10),个时间单位(例如0:50′26″).这就是前文图8-5所示范例的定量解释.
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1700989026 从洛伦兹变换式可以看出,惯性系之间的相对运动须受v<c的限制.参考系与参考物联系在一起,因此在任一惯性系中物体的运动速度都受v<c的限制.光束是物质,它的真空速度为c,但光束不是物体,不可取为参考物,不可构成度量其他物体运动的参考系.
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1700989030 参考系间的相对速度v≪c时,如果(8.6)式可近似为
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1700989035 即过渡到伽利略变换.可见,经典的时空度量变换是狭义相对论时空度量变换的低速近似.
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1700989037 例1 洛伦兹变换中的时间变换式与y,y′,z,z′无关,表明时钟零点校准差异只发生在S,S′系的x,x′轴上,而不会发生在y,y′(或z,z′)轴上.试用光速不变原理予以验证.
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1700989044 证 参考图8-9,O与O′重合时O与O′处的时钟拨到t=0与t′=0,此时令O′向y′轴上的点发出光信号.S′系认定,在O′时钟读数为时光信号到达处,因此该处时钟应拨到读数,即间接地校准了与O′两处时钟零点.
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1700989049 图 8-9
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1700989052 S系的计时系统认为O′时钟读数为事件发生在
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1700989058 时刻.在t=0时刻由O′发出的光信号为了能被运动中的接收到,发射方向必须沿图8-9中的虚斜直线.光信号速度c沿y′轴的分速度便是
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1700989064 到达的时刻为
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1700989071 t=t0表明,S系认为S′系中O′时钟读数为事件与接收到信号事件同时发生,故S′系在y′轴上时钟的零点校准不会在两个惯性系之间发生偏差.
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