О поведении света

[Soul Friend]

По рекомендации
Anton_Peplov читаю А. Чернин. Физика времени

Одна из аксиом СТО - закон распространения света, абсолютная скорость света, она ни с чем не складывается ни в каких либо инерционных систем отсчета, так как энергия у нее не кинетическая, а квантовая.
На странице 159 этой книги проводится мысленный эксперимент

(Оффтоп)

Допустим, что имеются две лаборатории — одна в чистом поле, как сказано у Эйнштейна, а другая в вагоне поезда, несущегося мимо нее. Эксперимент будет состоять в том, чтобы измерять время, необходимое свету для прохождения определенного пути.
Пусть на передней и задней стенках вагона имеются источники света, лампочки. Физик «поездной» лаборатории находится посередине вагона, на равном расстоянии от обоих источников света. Эксперимент устроен так, что вспышки света достигают «поездного» и «полевого» физиков одновременно — тот момент, когда они поравняются друг с другом. Сигналы приходят к каждому из них одновременно. Какие выводы можно из этого сделать?
Физик в «поездной» лаборатории говорит: «Сигналы были испущены из точек, находящихся от меня на равных расстояниях, и пришли одновременно; следовательно, они и испущены были одновременно».

Если поезд движется со скоростью света, то свет испущенный из фонаря в конце вагона не достигнет проводника стоящего посередине вагона (ведь скорость вагона и скорость света не складываются) ? Фонарь одновременно будет и испускать и поглощать свет ? В книге написано что свет от передней и задней фонарей достигнет проводника одновременно, если так , то спереди скорость должна вычитаться, а сзади прибавляться, что противоречит аксиоме СТО.
Пусть длина вагона 660 000 км, проводник посередине на 330 000км от источников света, от переднего фонаря свет достигнет проводника тогда, когда поезд проедет 165 000км за 0.5сек, а свет от заднего фонаря не достигнет проводника, так ли ?

[wrest]

Soul Friend в сообщении #1679050 писал(а):

Если поезд движется со скоростью света,

Поезд не может так.

Чтобы вы понимали и вас понимали, когда вы говорите про скорость в этом контексте, надо всегда добавлять - относительно чего (какой системы отсчета).
Когда вы говорите "одновременно", то тоже надо явно описывать, что вы имели в виду, если "одновременные" события произошли в разных точках пространства (надо указать в какой системе отсчета они произошли "одновременно" и как эта одновременность устанавливается).
Это же касается и "длины"/расстояния. Надо указывать что именно имеется в виду под длиной -- в какой системе отсчета.

Все эти параметры -- скорость, длина, время/одновременность -- зависят от выбора системы отсчета.
Суть постоянства скорости светам в том, что относительно вас (наблюдателя) скорость света не зависит от скорости источника этого света (не складывается со скоростью источника света), и эта скорость света - фиксирована.

[Dedekind]

Soul Friend в сообщении #1679050 писал(а):

Если поезд движется со скоростью света

Так не бывает.

Soul Friend в сообщении #1679050 писал(а):

В книге написано что свет от передней и задней фонарей достигнет проводника одновременно, если так , то спереди скорость должна вычитаться, а сзади прибавляться, что противоречит аксиоме СТО.

Почему? В СО проводника все неподвижно и за равные промежутки времени свет проходит равное расстояние. Ничего никуда не нужно вычитать и прибавлять.

[Soul Friend]

Dedekind в сообщении #1679056 писал(а):

Так не бывает

Гипотетический.
Именно в СО проводника идет речь, скорость поезда и света одинаковы и свет не достигнет проводника, так как скорость света не зависим от инерции фонаря испускающего его..

[wrest]

Soul Friend в сообщении #1679057 писал(а):

Гипотетический.

"Гипотетически" это будет другой мир, не наш. С другими законами физики. Гипотеза существования такого поезда противоречит СТО.

В нашем мире, в рамках СТО, поезд не может двигаться со скростью света ни в какой инерциальной системе отсчета, никак. Такой поезд не существует в рамках СТО, его просто нет. Со светом нельзя связать никакую инерциальную систему отсчета, в которой свет покоился бы, такая система отсчета не существует. Скорость света во всех инерциальных системах отсчета одна и та же, не больше и не меньше.

-- 19.03.2025, 10:08 --

Soul Friend в сообщении #1679057 писал(а):

Именно в СО проводника идет речь, скорость поезда и света одинаковы

В СО проводника скорость поезда ноль (покоится). А скорость света -- скорость света.

[Soul Friend]

wrest в сообщении #1679058 писал(а):

В СО проводника скорость поезда ноль (покоится). А скорость света -- скорость света.

тогда для стороннего наблюдателя скорость света удвоится, а это не возможно согласно аксиоме.

wrest в сообщении #1679058 писал(а):

Со светом нельзя связать никакую систему отсчета, в которой свет покоился бы

я не писал что покоится, свет, возможно, излучается и поглащается одновременно.

wrest в сообщении #1679058 писал(а):

В нашем мире, в рамках СТО, поезд не может двигаться со скростью света

Да пусть скорость поезда будет $\frac{c}{n}$ от скорости света $c$, то все равно свет от заднего фонаря будет отставать на время зависящее от $n$.

[wrest]

Soul Friend в сообщении #1679059 писал(а):

тогда для стороннего наблюдателя скорость света удвоится.

Для любого наблюдателя в любой инерциальной системе отсчета скорость света одна и та же. Это постулат СТО.
Ну знаете, этот как если бы вы писали что изучаете геометрию Евклида, вам там что-то непонятно и приводите какой-то пример где "я обнаружил что сумма углов этого треугольника больше развернутого и тогда параллельные линии пересекаются". Они НЕ пересекаются в геометрии Евклида, т.к. это одна из аксиом этой геометрии.

-- 19.03.2025, 10:24 --

Soul Friend в сообщении #1679059 писал(а):

я не писал что покоится, свет,

Это на будущее, когда вы напишете "привяжем ИСО к фотону"

[Dedekind]

Soul Friend
Многие делают ошибку, начиная читать что-то про СТО при этом не имея твердых знаний по классической кинематике. Разберитесь сначала хорошенько, что такое система отсчета и как она задается. Затем, что такое инерциальная система отсчета. Можно по любому школьному учебнику. Это понятие никак не привязано к СТО и может быть изучено независимо. Затем дайте себе время поиграться с преобразованиями Галилея, решая простенькие задачки из того же школьного учебника. Только после этого стоит двигаться дальше. Иначе так и будете блуждать в трех соснах.

[wrest]

Soul Friend в сообщении #1679059 писал(а):

Да пусть скорость поезда будет $\frac{c}{n}$ от скорости света $c$,то все равно,

wrest в сообщении #1679055 писал(а):

Чтобы вы понимали и вас понимали, когда вы говорите про скорость в этом контексте, надо всегда добавлять - относительно чего (какой системы отсчета).

[Soul Friend]

Dedekind
хорошо, так и сделаю.

[Soul Friend]

и все же вызывают конфликт два высказывания :
1) А скорость света не складывается с другими скоростями. К ней ничего ни прибавить, ее никак ни убавить. Скорость света абсолютна, она всегда одна и та же и, говоря о ней, нам не нужно указывать систему отсчета.

2) Чтобы вы понимали и вас понимали, когда вы говорите про скорость в этом контексте, надо всегда добавлять - относительно чего (какой системы отсчета).

[Anton_Peplov]

Soul Friend в сообщении #1679050 писал(а):

По рекомендации
Anton_Peplov читаю А. Чернин. Физика времени

Хорошее дело. Но эта книга для тех, кто хорошо представляет себе, что такое система отсчета, из школьного курса. Так что присоединяюсь к рекомендации:

Dedekind в сообщении #1679062 писал(а):

Разберитесь сначала хорошенько, что такое система отсчета и как она задается. Затем, что такое инерциальная система отсчета. Можно по любому школьному учебнику. Это понятие никак не привязано к СТО и может быть изучено независимо. Затем дайте себе время поиграться с преобразованиями Галилея, решая простенькие задачки из того же школьного учебника. Только после этого стоит двигаться дальше. Иначе так и будете блуждать в трех соснах.

Soul Friend в сообщении #1679083 писал(а):

и все же вызывают конфликт два высказывания :
1) А скорость света не складывается с другими скоростями. К ней ничего ни прибавить, ее никак ни убавить. Скорость света абсолютна, она всегда одна и та же и, говоря о ней, нам не нужно указывать систему отсчета.

2) Чтобы вы понимали и вас понимали, когда вы говорите про скорость в этом контексте, надо всегда добавлять - относительно чего (какой системы отсчета).

Когда говорите о скорости света, не надо говорить, относительно чего. Когда говорите о скорости чего-то другого - надо.

Важно также помнить, что никакую скорость нельзя измерить относительно света или относительно частицы, движущейся со скоростью света.

[Dmitriy40]

Soul Friend в сообщении #1679083 писал(а):

Скорость света абсолютна, она всегда одна и та же и, говоря о ней, нам не нужно указывать систему отсчета.

Для единообразия по идее надо бы, но она же одинакова относительно чего угодно (любых СО), потому это указание и можно опускать, оно же не несёт никакого дополнительного смысла (какую СО ни возьми скорость света всегда будет ровно той же). Напомню, "свет относительно света" - невозможно.

[wrest]

Soul Friend в сообщении #1679083 писал(а):

Скорость света абсолютна, она всегда одна и та же и, говоря о ней, нам не нужно указывать систему отсчета.

Да, скорость света одна и та же во всех инерциальных системах отсчета. В системе отсчета поезда (где поезд покоится) и в системе отсчета перрона (где перрон покоится) скорость света одна и та же.
Но все другие скорости, а так же время, длина, одновременность -- зависят от выбора системы отсчета. В обычной (галилеевской) относительности тоже есть относительность скоростей: вы идётё по поезду со скоростью 5км/ч - это ваша скорость относительно поезда (в ИСО поезда), а ваша скорость относительно перрона (в ИСО перрона) будет например 105 км/ч (если скорость поезда в ИСО перрона 100 км/ч). А в относительности Эйнштейна, в системе отсчета перрона ваша скорость относитально перрона уже не будет просто суммой скорости поезда относительно перрона и вашей скоростью относительно поезда 100+5=105, а будет другая (в соответствии с законом сложения скоростей в СТО).

[sergey zhukov]

Soul Friend
Скорость света в релятивистской механике обладает качествами бесконечной скорости в нерелятивистской механике. Бесконечная скорость так же не нуждается в указании, относительно чего она измеряется, любая скорость, прибавленная к бесконечной, не может ее изменить (независимость от скорости источника), нельзя превысить бесконечную скорость и т.д. Просто численное выражение этой скорости конечно, но этот предел так же далеко, как бесконечность. Нам как-то кажется, что раз скорость света конечна, то не так уж трудно ее превысить. Однако это все равно, что превысить бесконечную скорость, что кажется нам уже абсурдом.

Фотон некоторым образом аналогичен нерелятивистской частице, имеющей бесконечно малую массу и бесконечно большую скорость такие, что $mu^2$ оказывается конечным (конечная энергия фотона). А любое тело не нулевой массы не может двигаться со скоростью света, оно должно обладать бесконечной энергией. Это не нужно буквально воспринимать за истину, это просто некоторая аналогия.

Насчет опытов с фонарями и поездами: ответ всегда в том, что то, что в одной ИСО происходит одновременно, в другой ИСО не будет одновременным. Если кажется, что лучи света от двух фонарей не могут прийти в одну точку, двигаясь с одинаковыми скоростями, то ответ в том, что световые импульсы не были испущены одновременно.