做相對論問題時一定要幾何化,不然公式太多不說,參考系變來變去腦子容易胡。
對於參考系最重要的是觀測者的4速度(以下算式中,取光速 c=1 )
V=(\gamma,\gamma v)
對於 v=\pm0.5 ,容易算出
\gamma=\frac{1}{\sqrt{1-0.5^2}}=\frac{2}{\sqrt{3}}
從而兩個物體的4速為(參考系為地面)
V_A=(\frac{2}{\sqrt{3}},-\frac{1}{\sqrt{3}}),V_B=(\frac{2}{\sqrt{3}},\frac{1}{\sqrt{3}})
假設光的4波向量對地面是 K=(\omega,\omega) ,這束光相對兩個物體的圓頻率為:
\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
從而 \omega_2=\frac{1}{3}\omega_1 ,再由 \lambda=\frac{1}{\nu}=\frac{2\pi}{\omega} 可知
\lambda_2=3\lambda_1