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699、不如去跳廣場舞;紅、藍衣女和胖男孩的故事 相對論淺說(10) 2019-01-07 19:29:59

相211.jpg




3 、古典《伽利略相對性原理》




相24.jpg








    伽利略www2.emath.pu.edu.tw


 

早在愛國斯坦300 多年前,


意大利的伽利略(1564-1642),


發現了後來被稱為“伽利略相對性”原理。


伽利略是最早在物理學中,


使用"相對"這個詞兒的。


他所倡導的是"運動速度是相對的"


參見下面一些圖:




相26.jpg












例如,

 

有一輛電車正以lOO公里/小時的速度,向前行駛,

 

車裡有一個穿紅衣服的女孩

 

正頑皮地朝向電車前進的方向

 

lOO公里/小時的速度,把猛力地扔出去……,

 

那麼,這個球飛出的速度會是多少呢?

 

所示,

 

對於扔球的紅衣女孩來說,    

 

這球的速度是lOO公里/小時,

 

但是對於在電車的外面,

 

那個穿藍衣服的女孩來看,


球的速度卻是200 公里/小時了。




相27.jpg














這時如果“呼呼地”另外又有一輛電車,


lOO公里/小時的速度,


相反的方向行駛,兩車擦身而過,

 

那麼,對於這輛車裡


(向相反的方向行駛的車)

 

那個胖胖的男孩來說,       

 

這個球的速度,


就變成了300公里/小時(km / h)了。



相28.jpg

 

 

 
















(原圖出自《人類看得懂的相對論》 [日]新堂進著 欒美群譯 南方出版社 出版日期:2012年09月第007頁)

 

 

從上面的例子,可以看出:

 

速度依據"基準"的不同,


其數值會發生變化。

 

這就是說,

 

"運動的速度是相對的"。

 

這正是"伽利略相對性原理"中


所謂“相對”的意思。

 

觀測運動時,不存在"絕對"標準。

 

關於這一點,讓我們回憶一下自己的經歷:

 

當我們坐地鐵時,


比如,以時速50公里行駛的電車A


和以時速50公里行駛的電車B相遇時,

 

雙方都會覺得對方是以100公里的速度在行駛。

 

這是因為你在觀察運動的時候,


是從自己和對方的關係出發的。

 

雖然地球和宇宙都在不停地運動,


但根據相對性原理,


我們可以把自己看作是靜止的,


然後觀測相對運動的物體。

 

這就是相對式的思維方式,


就是以自己為基準來看物體的運動。

 

把自己看作是靜止的,


從而相對地看待運動。


由此得出原理性或定律性的東西來。

 

這時,你可能會想:


“地面,是否可以做‘一個絕對性基準’呢?”

 

實際上,地球之地面,


只可能作為"宇宙中一個基準"而已,

 

(地球時刻在自轉,

   並且它同時還在環繞着太陽公轉。)

 

 

宇宙一切天體都在運動中,


宇宙任何地方,


都不可能定為“絕對性基準”。 





觀音2018-3-25.jpg



謝謝閱讀。

 


   

 



 




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