钟慢尺缩效应是指当一个物体运动速度接近光速时,物体周围的时间会迅速减慢、空间会迅速缩小。当物体运动速度等于光速时,时间就会停止、空间就会微缩为点,也就是说出现零时空。只有零静止质量的物体才能达到光速。没有物体可以超越光速。
例子:如果一个钟,以0.5倍声速从原点远去,一秒钟时,它距离原点0.5声秒距离报1秒,但这个事件我们在原点听见,需要再过0.5秒,于是我们发现,在本地钟1.5秒时,远处的钟报1秒,本地钟3秒时,远离的钟报2秒,也就是我们在忽略信号传递时间时,误以为远去的钟慢了。而且速度越快,钟慢得越厉害。
扩展资料:
相关引申
假设有一把尺长1声秒,而我们的测量地面上有一无限长尺子固定不动,运动尺头尾各有一个探测装置,在探测到与地面某一尺刻度重合时,用声音报出该刻度,我们在地面尺原点接收声音。尺匀速运动逐渐远离,当尺尾报0声秒时,尺头已经距离我们1声秒,而这个距离,要1秒后我们才能收到;
当尺尾到1声秒距离时,尺头到2声秒,还是要在我们收到尺尾报1声秒后1秒,我们才能收到尺头报2声秒,于是我们会直观的认为,尺尾先到刻度,尺头后到达它本应立刻到达的刻度,感觉好像远离的尺,缩短了。而且运动速度越快,感觉短的越厉害。
反过来,以超声速靠近原点时我们将先听到钟敲3下,报3点,再听到钟敲2下,报2点,然后听到钟敲1下,报1点,这就是超过声速时间倒流现象!
为什么?无理由?
追答理由就是
1光速不变原理,这个后来用迈克尔逊干涉仪可以验证,误差在0.6%以内(不要在意这0.6%,因为条纹有宽度,叉丝不可能那么精确)
和
2物理规律在任何条惯性参照系下件下不变
然后推导出洛伦兹变换公式
尺子缩短和时钟变慢只是这个洛伦兹变换公式的特殊情况
实验装置
M为半反半透膜, 为补偿板。M = ,M =。设地球相对“以太”的相对速度为v(在地球上认为太阳、以太相对地球速度也为v)。光在MM1M和MM2M中传播速度不同,时间不变,存在光程差,因此在P中有干涉条纹存在。当整个装置旋转90°以后,由于假定地球上光速各向异性,光程差会发生变化,干涉条纹也要发生变化,通过观察干涉条纹的变化可以反推出地球相对以太的速度。
理论计算
(按照经典理论)
已知在地球上光沿x轴正向速度为C+v ,在 系中光速为C,且各向同性,光沿x轴反向速度为C-v, 光沿y轴正、反向相速度均为
光沿MM1M的传播时间:
光沿MM2M的传播时间:
光程差
光程差为:
仪器转动90°后:
由于光程差不同,旋转后干涉条纹应当移动。
移动个数:
在麦—莫1887年实验时用 (钠黄光)
若认为地球相对以太速度为地球相对太阳速度则个。实验精度为0.01个。
实验结果
干涉条纹移动上限为0.01个,这样反推出地球相对以太速度大约为:。以后又做了许多实验,结果相同。可以认为条纹没有移动,即地球相对以太静止(后来的许多次类似实验,精度越来越高,1972年激光实验)。这一结果引起很大轰动,但仍然有许多人不认为是理论计算有问题,而是在经典时空框架下解释实验结果。