686crisis wrote:
個人是認為音波可以疊加。
但是搞不懂為什麼物體速度愈快其質量會愈高。


這是光速不變跟相對性原理成立之下必然會造成的結果。
如果要用比較易懂的方式來理解,
你可以想一想E=mc^2這個公式,
這個公式告訴我們質量跟能量是等價的,
所以速度越快,代表動能越大,
而動能越大,則代表質量越大。
所以速度越快,質量越大。
Silkiller wrote:
那如果是光呢
我覺得光要超光速比較好辦耶
因為光不像聲音是介質的震動
光有粒子性
所以應該不用靠介質的速度帶著跑吧
可以想像它也有像球一般直線運動的特性
光速3X10的八次方公尺/秒
想像現在有一艘天狼星太空船
有3x10的八次方公尺那麼長
並且從A點以1.5X10的八次方公尺/秒 一半光速的速度 向B點移動
天狼星人甲 在A點太空船尾內 打開手電筒
對天狼星人甲而言
太空船內一都是相對靜止的
所以在船尾內打開手電筒後 光子像球一般直線運動 一秒鐘便照射到船頭
天狼星人乙 在A點太空船尾外 打開手電筒
對天狼星人乙而言
太空船以1/2光速向前飛馳
所以他的手電筒的光子 要花1.5秒才照到船頭
那對在C點觀察的我而言
甲發出的光子從A點到船頭花1秒鐘
乙發出的光子從A點到船頭花1.5秒鐘
不就是甲的光子超光速了嗎
是嗎?


實際上,
甲發出的光對乙來說,
依然是光速,而不會超光速。
結果就是,
乙會看到甲的時間變慢了,
所以乙會看到甲發出的光一樣要1.5秒才會到船頭。
vivian93 wrote:
光的傳遞不需要介質...(恕刪)

請問光在水中的速度會受到水流的方向影響嗎?還是四面八方都一樣?如果在水中的光速仍是各個方向不變...我們能說沒有水嗎?
聲波不也一樣...速度只和介質有關..但和運動狀態速度和方向無關...所以我想不能用四面八方的速度一樣就說不用介質...

lutin111 wrote:
聲波不也一樣...速度只和介質有關..但和運動狀態速度和方向無關...


但是聲波的速度跟"觀察者相對於介質的相對速度"有關。
這就是為什麼相對論只說光速不變,卻不說波速不變的原因。

簡單的說,光速不變,不只是針對光源的速度不變,也是針對觀察者的速度不變。
但是聲波的不變,只有針對聲源的速度不變,但是對於觀察者的速度是會變得。


所以我前面才回說這個觀念沒弄清楚,
就沒辦法真的了解相對論在講的光速不變是甚麼意思。
1.光速不變 跟 2.聲波的速度只和介質有關 這兩者是存在本質上的差異的。
如果沒有弄清楚差異在哪,就沒辦法了解相對論所說的光速不變會造成的結果。
lutin111 wrote:
請問光在水中的速度會受到水流的方向影響嗎?還是四面八方都一樣?如果在水中的光速仍是各個方向不變...我們能說沒有水嗎?


事實上,光在水中的速度是會受到水流方向影響的(雖然影響微乎其微,因為水流速度相比光速來說太慢了)。
而這個結果,其實當初也真的有人去做實驗,
就是1851年的婓索實驗,
當初婓索想測試光在流動中的水的各向速度的差異,
而做了這個實驗,
但是實驗結果卻出乎他的預料,
因為當時相對論並未發表,
所以他認為如果水的速度是V,光速在靜止的水中是C/n,
那麼順著水流的光的速度應該是C/n+V,逆水流的光速度應該是C/n-V,
但是結果順水流的光速度卻是C/n+V(1-1/n^2)
n是水的折射率,
因為 n^2 大於 0,
所以 1/n^2 大於 0,
所以 1-1/n^2 小於 1,
也就是說,光速確實受到水流的拖曳影響,
但影響遠小於水流的速度。
這個是後來相對論發表後才完美解釋的。

因此,光速不變,
只針對真空中的光速而言。
或者應該這樣講,
相對論所說的光速不變,
並不是指"光的速度"不變。
而是指"跟真空中的光等速的速度"不變。
而所有其他不等於"真空中的光的速度"的其他速度,都是會隨著觀察者的運動狀態而變得。
包括"在非真空中的光的速度"也是會變的。
當然,只要速度等於真空中的光的速度,不管你這個東西的本質是不是光,他一樣會滿足光速不變這個前提。
或者也可以說,在相對論中,地位獨特的並不是光,而是 299792458m/s 這個速度的值,
只不過,真空中的光的速度剛好等於這個值罷了。
vivian93 wrote:
事實上,光在水中的...(恕刪)

那我們也可以說受引力波的影響,我們跟本沒有均勻的真空,測到等速,實際上是在被杻曲的真空中測到的。
個人是覺得
聲速和密度成正比,光速和密度成反比,在黑洞中聲速或許如真空中的光速

lutin111 wrote:
那我們也可以說受引力波的影響,我們跟本沒有均勻的真空,測到等速,實際上是在被杻曲的真空中測到的。


所以相對論有分狹義跟廣義,
狹義相對論範圍只討論平直時空,
如果牽涉到時空彎曲(重力)的話,那就要用廣義相對論了,
那個就複雜很多了,不是這邊可以簡單解釋的。



lutin111 wrote:
聲速和密度成正比,光速和密度成反比,在黑洞中聲速或許如真空中的光速


你要先想清楚所謂的黑洞中,
是在哪裡?
在奇點上?還是在事象地平面以內?
在奇點上,所有的物理定律都不能適用。
而在事象地平面內,基本上那邊也只是一個空間,密度並沒有很大。
而且事象地平面以內發生的事情,基本上和在外面的我們無關的。
vivian93 wrote:
前面已經解釋過了,音...(恕刪)
說實在的,你講的我大多能接受,但我覺得我們的討論有盲點存在,所以雞同鴨講,可是我不清楚盲點在哪。
光速不變不在這裡談,雖然我物理很差。

想請教一下,音速可以累加的話,在同一系統(同一介質、溫度濕度固定),若不透過第三點觀察測得,如何直觀得到音速增加的結果?
補充一下,我指的是如何讓聲音的波速增加。

wuyuyutw wrote:
說實在的,你講的我...(恕刪)


我覺得大大講的音速不變
是指音源的速度增加
音速在介質的傳播速度仍然不變
所以傳遞到接收者的速度不變
只是有都普勒效應

至於所謂的音速的增加
是指整個傳遞介質有速度
所以音速傳播到接收者的速度
必須加上介質移動的速度

一個是從音源的角度
一個是從介質的角度
wuyuyutw wrote:
想請教一下,音速可以累加的話,在同一系統(同一介質、溫度濕度固定),若不透過第三點觀察測得,如何直觀得到音速增加的結果?
補充一下,我指的是如何讓聲音的波速增加。


其實我大約有理解您的盲點,問題應該是在定義,到底什麼叫速度?

速度的定義,就是位移除以時間,要從這個定義去下手,才能解決您現在卡住的點

假設有一個飛機,機內長度三百三十公尺,從機尾發出一個聲響,機頭要一秒鐘後聽到,所以飛機內的觀察者,看到這個聲音的速度,是每秒三百三十公尺

如果飛機本身,也以每秒三百三十公尺的速度向前飛行,那飛機外的一個靜止的人,觀察飛機內機尾發出的同一個聲音,一杪鐘移動了六百六十公尺。所以他所觀察到的這個特定的音波速度,就是每秒六百六十公尺

您卡在一個點上,是一直認定所謂的音速,是聲音在空氣中傳播的速度,這的確是定值沒錯。但是以觀察者來看的時候,速度是指單位時間內的位移量,不是波與介質間的相對速度

所以如果介質(在這個例子中就是指空氣),與觀察者本身就有相對速度時,觀察者所看到的聲音速度,就不再是聲音對介質的速度,還要加上介質與觀察者的速度
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