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两个物体A、B相对一个点P以0.5光速反向运动,A向B发射的光,B能接收到吗?

2021-05-09知识

做相对论问题时一定要几何化,不然公式太多不说,参考系变来变去脑子容易胡。

对于参考系最重要的是观测者的4速度(以下算式中,取光速 c=1 )

V=(\gamma,\gamma v)

对于 v=\pm0.5 ,容易算出

\gamma=\frac{1}{\sqrt{1-0.5^2}}=\frac{2}{\sqrt{3}}

从而两个物体的4速为(参考系为地面)

V_A=(\frac{2}{\sqrt{3}},-\frac{1}{\sqrt{3}}),V_B=(\frac{2}{\sqrt{3}},\frac{1}{\sqrt{3}})

假设光的4波矢对地面是 K=(\omega,\omega) ,这束光相对两个物体的圆频率为:

\omega_1=V_A\cdot K=\frac{2}{\sqrt{3}}\omega-(-\frac{1}{\sqrt{3}}\omega)=\sqrt{3}\omega

\omega_2=V_B\cdot K=\frac{2}{\sqrt{3}}\omega-\frac{1}{\sqrt{3}}\omega=\frac{1}{\sqrt{3}}\omega

从而 \omega_2=\frac{1}{3}\omega_1 ,再由 \lambda=\frac{1}{\nu}=\frac{2\pi}{\omega} 可知

\lambda_2=3\lambda_1