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两种相对光速转换公式和时间相对性公式
廖铭声
(中国船舶重工集团上海704研究所 上海20031)
摘要:本文通过数学推导,给出了两种相对光速转换公式和时间相对性公式。得到了总光速不变原理表达式。
关键词:相对光速,总光速,固有时间,相对时间
假设真空介质静止时,光信号传播速度c 是一个常数。c (总光速)与观察.者和光源的相对运动无关。则光信号在任意时间间隔
Δt = t1 – t (1)
内的直线传播距离L可表示为
L = cΔt = c(t1 – t)= ct1 –c t (2)
式中
t1 —— 固定时间坐标点(设t1为大于零的常数)
t —— 时间
由 式(2)有
c = ct1/Δt - ct/Δt = c* + V (3)
式中
c* = ct1/Δt —— 第一导出光速(相对光速) (4)
V = - ct/Δt —— 导出真空介质运动速度 (5)
由 式(3)有
c = c* + V (6)
式(6)的另一来源见文献[ 2 ]。在 式(6)两边求平方,有
c^2 = c*^2 +2 c*V + V^2 = c′^2 +V^2 (7)
式中
c′^2 = c*^2 +2 c*V = 2c c* - c*^2 (8)
c′——第二导出光速(相对光速)
式(7)为总光速不变原理表达式。式(8)为两种相对光速c*,c′ 转换公式.
由 式(6),式(7)有
c′ = c - V = c( 1 – V^2/ c^2)^1/2 (10)
c′^2 = c^2 –V^2 = (c - V )(c + V) (11)
从 式(10),式(11)可以看出相对光速和总光速c的关系。
把式(10)代入式(4)可得时间相对性公式
Δt′ = Δt/( 1 – V^2/ c^2)^1/2 =Δt/( 1 – V/ c) (12)
式中
Δt = t1 = 大于零的常数
注意:Δt称为固有时间间隔。Δt′,称为相对时间间隔。相对时间不但可以不均匀走动,还可倒转,“返老还童”。
参考文献
1.廖铭声,流体不变论,上海科学技术文献出版社,1993。
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,气流声源及其信号传播研究,噪声与振动控制,2002,(1)。
4 .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)。
5 .廖铭声,相对声速与多普勒效应,广西物理,2000(3)。
6 .廖铭声,“流体力学最新公式”,(上海科技报),1989。4。7。
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