速度加成式

在相对论物理学中,速度加法公式是一个三维方程,它将不同参考系中物体的速度联系起来。 这些公式适用于连续的洛伦兹变换,因此它们也与不同的框架相关。 伴随速度增加的是一种称为托马斯进动运动学效应,由此连续的非共线洛伦兹提升变得等效于坐标系旋转和提升的组合。

速度相加公式的标准应用包括多普勒频移、多普勒导航、光的像差,以及在 1851 年斐索实验中观察到的光在流动水中的拖曳。

该符号使用 u 作为洛伦兹框架 S 内物体的速度,v 作为第二个框架 S’ 的速度,在 S 中测量,u’ 作为第二个框架内物体的变换速度。

历史

流体中的光速比真空中的光速慢,并且如果流体随光移动则它会发生变化。 如下所述,斐索通过实验正确地确定了根据 V⁄c 的相对论正确加法展开式的第零项。 斐索的结果使物理学家接受了菲涅耳相当不令人满意的理论的经验有效性,即相对于静止的以太运动的流体部分地拖曳光,即速度为 c⁄n + (1 − 1⁄n2) V 代替 c⁄n + V,其中 c 是光在以太中的速度,n 是流体的折射率,V 是流体相对于以太的速度。

光的像差,其中最简单的解释是相对论速度加法公式,连同斐索的结果,引发了 1892 年洛伦兹电磁学以太理论等理论的发展。1905 年,阿尔伯特·爱因斯坦随着狭义相对论的出现 , 推导出用于增加相对论速度的标准配置公式(x 方向上的 V)。 多年来,涉及以太的问题逐渐有利于狭义相对论。

伽利略相对论

伽利略观察到,人在匀速运动的船上有静止的印象,看到一个沉重的物体垂直向下坠落。 这一观察现在被认为是对力学相对性原理的xxx个明确陈述。 伽利略看到,从一个站在岸上的人的角度来看,向下落在船上的运动将与船的向前运动相结合,或增加。 就速度而言,可以说下落物体相对于岸的速度等于该物体相对于船的速度加上船相对于岸的速度。

一般来说,对于三个物体 A(例如岸上的伽利略)、B(例如船)、C(例如船上的落体),C 相对于 A 的速度矢量 u {displaystyle mathbf {u} }(速度 伽利略眼中坠落物体的速度)是 C 相对于 B 的速度 u ′ {displaystyle mathbf {u’} }(坠落物体相对于船的速度)加上 B 相对于速度 v 的总和 到 A(船远离海岸的速度)。

伽利略的宇宙由xxx空间和时间组成,速度的增加对应于伽利略变换的组合。 相对性原理称为伽利略相对性。 这是牛顿力学所遵循的。

速度加成式

狭义相对论

根据狭义相对论,船的框架具有不同的时钟速率和距离度量,并且运动方向上的同时性概念被改变,因此速度的加法定律被改变。 这种变化在低速下并不明显,但随着速度接近光速,它变得很重要。 加法定律也称为速度的合成定律。

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