打字猴:1.700989451e+09
1700989451 关于双生子佯谬,在狭义相对论框架内可以编制下述题目.
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1700989454 图8-17中的S系为地球参考系(略去地球自转与公转),弟弟与地球位于x=0处,星球P位于x星=8l.y.(光年)处.S′系为飞船参考系,哥哥与飞船位于x′=0处,S′系相对S系沿x轴以v=0.8c匀速运动.S″系为哥哥的替身者参考系,替身位于待定的位置,S″系相对S系沿x轴负方向以v=0.8c匀速运动.设哥哥飞离地球时,S″系的坐标原点O″恰好与O,O′重合,令此时有t=t′=t″=0.再设S″系中的替身两手各持一个构造相同的时钟,确保两者计时率相同,右手时钟已经启动,并已在S″系中校准过零点,左手时钟尚未启动.
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1700989459 图 8-17
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1700989463 (1)设哥哥飞船到达星球P处时,替身恰好也到达P处,此时替身启动左手时钟,并将读数拨成与哥哥时钟读数相同,试求此时星球P处时钟读数t1,替身所在位置的坐标和右手、左手时钟读数
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1700989466 (2)而后替身与弟弟相遇时,再求弟弟时钟读数t2和替身左、右手时钟读数并检查是否有下述关系:
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1700989471 解(1)S系认为飞船需经时
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1700989476 到达星球P,故P处时钟读数即为
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1700989481 此时S″系中的替身与星球P相遇,这一事件的两组空时坐标为
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1700989486 由洛伦兹变换可得
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1700989491 另据运动时钟计时率变慢公式,此时哥哥的时钟读数应为
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1700989496 故替身左手时钟读数,也为
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