速度加成式

✍ dations ◷ 2025-04-26 12:44:00 #狭义相对论,方程,速度,运动学

物理学中,速度加成式是将不同参考系下个别描述同一移动物体速度的关联方程。

伽利略观察到:当一艘船以相对海岸的速度v移动,而在船上量到一只苍蝇以速度u移动,则海岸边的人会测到的苍蝇速度服从速度加成式:

其中s是相对于海岸的苍蝇速度。

在船与苍蝇速度都远小于真空中光速时,这个矢量直接相加的速度加成式大致正确。此为牛顿力学的一项运动学基础。适用牛顿力学的伽利略宇宙采用了绝对时空的概念,而速度加成服从伽利略变换的关系式。

上述的例子在狭义相对论的情形,船参考系的时钟与尺与岸上的不同。同时的概念也有所改变,因此速度加成式也不一样。这些差异在速度远小于的情形是可忽略的,而在接近光速时就变得重要。对于(共线性)的运动,速度加成式变为:

v B | A = v B v A 1 v A v B c 2 {\displaystyle {\vec {v}}_{\mathrm {B|A} }={\frac {{\vec {v}}_{\mathrm {B} }-{\vec {v}}_{\mathrm {A} }}{1-{\frac {{\vec {v}}_{\mathrm {A} }{\vec {v}}_{\mathrm {B} }}{c^{2}}}}}} 的artanh)称为快度。如此原因是因为相对论中的洛伦兹提进可想作是双曲旋转,旋转角度即快度,而这个转角是可以加成的。

速度加成式有另个等价代数形式,透过光速不变原理可导得:

共线性的速度加成式为最初验证狭义相对论运动学的一项测试。如迈克耳孙干涉仪、菲佐实验都是这类实验,其中用到与光行进方向相同的流动液体。光在液体中的速率叫真空中为慢,并且随着流体速度变化。相关实验皆显示相对论的速度加成式是正确的。

相关

  • ISO 639-3ISO 639-3 是个国际语种代号标准,在2007年2月5日出版。它延伸了 ISO 639-2 里的 Alpha-3 code(三个字母的代号),目标是涵盖所有的语言。所以,它是 ISO 639-1 的超集合。 ISO 639-
  • 城市及南伦敦铁路城市及南伦敦铁路(英语:City and South London Railway)是世界上第一个位于地下深层和使用电力牵引的主要铁路。其设计之初原定运行有轨电车,由于电缆承包商在施工期间破产转而
  • 白人群飞白人群飞(White flight)是一个起源于美国的术语,开始于20世纪中叶,并应用于欧洲裔美国人从种族开始多元混杂的城市都会区大规模迁移到郊区或远郊地区。该术语最近被应用于其他白
  • 德勒兹吉尔·德勒兹(法语:Gilles Louis René Deleuze;1925年1月18日-1995年11月4日),法国后现代主义哲学家。德勒兹出生在法国首都巴黎,一九四四年中学毕业后进入巴黎索邦大学哲学系就读
  • 邻接矩阵在图论中,邻接矩阵(英语:adjacency matrix)是表示一种图结构的常用表示方法。它用数字方阵记录各点之间是否有边相连,数字的大小可以表示边的权值大小。距离矩阵可算是邻接矩阵的
  • 尼泊尔副总统尼泊尔联邦民主共和国副总统 (尼泊尔语:नेपालका उपराष्ट्रपतिहरू, )是尼泊尔的国家副元首,于2008年5月废除尼泊尔君主制时设立。副总统的正式称谓为“阁
  • 约阿希姆·赫尔曼约阿希姆·赫尔曼(德语:Joachim Herrmann,1928年10月29日-1992年7月30日),德国统一社会党政治局候补委员,东德《新德意志报》主编。1929年,出生。1946年入党。1946年,入党,为《柏林日
  • 刘武元刘武元(?-1654年),汉军镶红旗人。明辽东人。明军游击,随祖大寿守大凌河城。崇祯四年(天聪五年、1631年)投降清军。历官刑部参政、南赣巡抚。永历二年(1648年)降将李成栋对清廷不满,于是
  • SPOT卫星SPOT卫星(法语:Satellite pour l’observation de la Terre)是法国发射的一种地球观测卫星。卫星由Spot Image公司负责运营。从1986年起一共发射了6颗SPOT卫星。卫星在太阳同步
  • 四氧化氯四氧化氯是一种氯氧化物,化学式为ClO4。1923年,著名自由基化学家摩西·冈伯格提出碘单质与高氯酸银在无水乙醚中反应可制得四氧化氯:但后来有研究认为生成的是高氯酸碘,然而至今