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改进型洛伦兹变换!
波传播方程的新坐标变换:
设S′系以速度u相对以S系沿X轴正方向运动,在t′ = t = 0 时刻两坐标系的原点O,O′ 重合。这时从共同的原点发出一波(光)信号。经一段时间后,S′的原点到达图(20-5)所示位置,波(光)信号的波阵面沿X轴的方向到达P点。自S系和S′系分别观察到P点的坐标各为[1]
x = ct,y = 0,z = 0 (自S系观察) (1)
x′ = c t′ ,y ′= 0,z′ = 0(自S′系观察)(2)
设S系安装在静止空气中,坐标原点在点声源(光源)的声(光)波传播方程如下:
x^2+y^2+z^2 =(ct)^2 (3)
利用式(1),式(2)可把洛伦兹变换化简为
t = βt′ (4)
x = βx′ (5)
y = y′ (6)
z = z′ (7)
式中
β = (1+ u/c )^(1/2)/(1- u/c)^(1/2) (8)
在以上改进型洛伦兹变换下,式(3)变为
x′^2+y′^2+z′^2=(ct′ )^2 (9)
式中
c —— 总波(光)速
u —— 共x轴坐标间的运动速度。
在改进型洛伦兹变换下,波传播方程的数学形式保持不变,总波(光)速保持不变。即
c = x/ t = x′/ t′ = 常数 (10)
总光速与坐标系相对波(光)源的运动速度无关。
相应的偏导数变换,可表示为
ә/ әt = βә/ ә t′ (11)
ә/ әx = βә/ ә x′ (12)
ә/ әy = ә/ ә y′ (13)
ә/ әz = ә/ ә z′ (14)
参考文献
1, 程守洙,江之永编,王志符,朱泳春等修订,普通物理学(3),高等教育出版社,1982。
2,廖铭声,风速与风中声速公式的实验基础和逻辑根源,重庆工业高等专科学校学报,2001,(4)。
3,廖铭声,相对声速与多普勒效应,广西物理,2000(3)。
4, 廖铭声,时间相对性计算公式及其应用, 重庆工业高等专科学校学报,2000(4)
5,廖铭声,风中声速与时间相对性计算公式,萍乡高等专科学校学报,2000(4)。
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