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1 # 使用者1043710297748
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先別提相對論的,你知道音速嗎?空氣中的音速是340m/s (左右)。你要是在空氣中一邊跑一邊喊,你的速度是10m/s,你發出的聲音是不是350m/s?
超音速飛機的速度能達到1000m/s,所以聲速是1340m/s?
嘛,聲音是波,波速是相對於介質(就是空氣)的。
總結一下你學到的東西哈:
不同的物體有不同的運動規律,波的速度相對介質不變,粒子(比如子彈)的運動速度跟發射器當時的速度有關。(我這裡沒有用參考系的概念,我現在覺得渾身不自在)。
光不是波,也不是粒子,不能套用波或者粒子的運動規律。
你現在套用了粒子的運動規律,才有這個思想實驗。如果套用波的運動規律做思想實驗,你就會發現找不到光對應的介質。聲音在空氣中傳播,光能在真空中傳播。
------------ 有關光速最快的說明 --------------------------
愛因斯坦並沒有定義“光速是最快的速度”,注意定義是給命題起名字。比如三角形的定義是“由三條線段和三個角組成的圖形”,你不方便每次描述都用“三條線段和三個角組成的圖形”,所以由以上定義,你可以把“三條線段和三個角組成的圖形”替換為“三角形”。
“光速是最快的速度”是愛因斯坦的假設。
假設在物理學中廣泛存在。比如伽利略假設力是物體運動狀態改變的原因。他連實驗都沒有,只有思想實驗。有些假設是人們默許的,比如“一個參考系下觀察兩件事同時發生,另一個參考系必然也同時發生。”翻譯一下,我檢測到兩個爆竹同時爆炸,你也應該檢測到它們同時爆炸。根據經驗,就應該這樣對吧;但是要問為什麼,以及有沒有實驗支援,有沒有理論依據,答案是否定的。再舉一個例子“空間是各向同性的”翻譯一下:你向前做一個實驗,向後做一個實驗,你向任何方向做相同的實驗,都會得到相同的結果,空間是沒有朝向的。(地球才是有朝向的,你向上扔石頭,向下扔石頭,結果當然不同)
19世紀末20世紀初,有很多實驗將光理解為波,如果光像聲波一樣,速度相對於真空不變,(其實當時認為真空中存在“以太”作為光傳播的介質)地球就像空氣中執行的飛機一樣,由此就可以測量地球相對於這一介質的速度,我們還可以猜想,以太所處的參考系是絕對靜止的,這就像地心說時期,認為地球是絕對靜止的一樣,這一類理論中的概念往往被冠以“絕對”二字,比如“絕對參考系”“絕對靜止”“絕對運動”。
然而測量光速的實驗全部失敗了,並沒有任何實驗檢測到光速在不同方向上的變化。
這些實驗包括:測量星光光速 和 測量不同方向的光速差。
既然這些實驗都沒有測量到光速不同,愛因斯坦就做出了一個假設,任何參考系下,測量到的光速都是不變的。
測量光速是透過讓光走一段路,採集光走完的時間,從而計算光速。C= s/t。想讓不同參考系下測量的光速相同,就要求兩個參考系的時鐘不一致,或者兩個參考系的尺子不一致。
再往下寫,就超過回答的範圍太多了。有時間再說吧。
------------ 有關聲音速度的說明,別問聲音的參考了-----------------------------
本質上,聲速的參考系是介質,你在飛機裡說話,聲音相對地面走的速度確實是聲速加飛機速度,因為聲速相對飛機中的空氣是340m/s。你在地球上說話,相對太陽也會疊加地球公轉自轉的速度。
同理你在風中站著不動,風速10m/s,你順風的聲速就是350m/s,逆風就是330m/s。
超音速飛機也不能讓音速相對介質的速度變快,超音速飛機向前飛,永遠是飛機和音速同時到達。
這裡還有更復雜的原理:空氣相對運動的速度不會超過音速,如果是一個平面向前超音速運動,就會導致前面的空氣來不及躲開這個平面,這些空氣將被壓縮(就像堵住注射器的出口,壓縮空氣一樣),這一過程中,前面的空氣密度變大,空氣的密度越大聲速越高,因此飛機前面的一個小區域內,聲音可以快于飛機。
音速的本質是介質傳播壓力的速度,均勻的空氣中,一點遭到擠壓,會讓周圍的空氣遭到擠壓,這種擠壓會又會讓再周圍的空氣遭到擠壓,這種擠壓的傳播不會瞬間完成,而是以一定速度傳播的,聲音現象本質是週期性的擠壓空氣,是擠壓傳播的特殊形式。因此聲音傳播的速度也就是擠壓傳播的速度。
聲音在空氣中的速度是340m/s,和空氣的溫度,壓力都有關係。在地球上也只是340m/左右,在水裡,在別的星球都不一定。