Автор Тема: СТО и галилеевское сложение скоростей. Типичные трудности альтов. :)  (Прочитано 8076 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ER*

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 14370
  • Страна: de
  • Рейтинг: +1675/-1151
  • Пол: Мужской
  • nemo curat 😈
Зачастую, aльты путают взаимную относительную скорость  и сложение скоростей (Abramovich et al.). Сплошь и рядом, что заслуживает отдельной ветки.

Определение скорости:

Скорость - это изменение расстояния во времени. \( \Delta X/\Delta T \). Очевидно, что такое базовое определение едино для любых физических теорий - классических, эфирных, релятивстских, вообще для всех.

Взаимная относительная скорость - это изменение расстояния между двумя точками. Очевидно, что расстояние между двумя точками, имеющих скорости \( u  \) и \( v \), мeняется как \( uT \pm vT \). Значит, взаимная относительная скорость будет \( w = \Delta X/\Delta T = (u\Delta T \pm v\Delta T)/\Delta T = u \pm v \).

Подчеркнём ещё раз - это выражение справедливо для любой физической теории. В т.ч. и для любимой альтами СТО. В частности, если \( u=c \), то  \( w=c \pm v \).

Из-за схожести данного выражения с галилеевским сложением скоростей, альтами делается "неожиданный" вывод: в СТО только такое, "галилеевское" сложение скоростей и возможно. И никакой инвариантной \( c \) не может существовать. Некоторые исследователи (Abramovich et al.) вообще считают, что, поскольку из полученного выражения следует эффект Доплера, то наличие э.Д. в реальных наблюдениях опровергает второй постулат СТО, и саму теорию СТО. :)


Вот только второй постулат к полученному \( c \pm v \) никаким боком. :) Полученное выражение - следствие самого определения скорости как такового, а второй постулат формулируется исключительно для наблюдателя находящегося в одной из двух точек, которые мы рассматривали.

Нет никаких противоречий: взаимная скорость луча и движущейся точки  \( c \pm v \), а скорость луча в ИСО движущейся точки \( c = inv \).

Понять это невозможно, но, следует, хотя бы, не смешивать относительную взаимную скорость точек, и скорость померянную в ИСО одной из точек.

Точки движутся навстречу друг-другу со скоростями \( c \) и \( v \).

1. Относительная взаимная скорость \( c + v \).

2. Переходим в ИСО точки движущейся со скоростью \( v \), теперь скорость сближения будет \( (c + v)/(1 + cv/c^2) = c \).

Две большие разницы. Не стоит путать эти два разных случая, и не стоит внешнее сходство первого выражения с галилеевским сложением, путать с собственно сложением скоростей.

И всё будет хорошо. :)
« Последнее редактирование: 08 Август 2019, 09:03:02 от ER* »

Большой Форум


Оффлайн DESIGNER

  • Предыдущий докладчик
  • **
  • Сообщений: 47
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +0/-0
Вы все верно написали. Многих просто вводит в заблуждение не совсем корректный термин "релятивистское правило сложения скоростей". Правильнее было бы "релятивистское правило преобразования скоростей при переходе в другую ИСО". А правила сложения скоростей в рамках одной ИСО, как в классической механике, так и в релятивистской - одинаковы.

Оффлайн vamin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 3866
  • Страна: af
  • Рейтинг: +331/-465
    Это все математика а не физика!  Да и короче можно было написать- скорость фотона в любой ИСО равна С, что есть глупость.  Физическая скорость это скорость ЭМВ относительно источника ЭМВ и относительно приемника ЭМВ и она всегда равна С в любой ИСО.  Опыты об этом говорят, поэтому надо думать над причиной такого поведения Электромагнитных волн.  Опыт по измерению скорости света в другой ИСО из лабораторной ИСО провести невозможно, поэтому утверждать что свет догоняет самолет со скоростью С-V можно но это никак не проверить. А из самолета это скорость всегда будет С.

    Физически это можно объяснить только тем что скорость ЭМВ не зависит от выбора ИСО а зависит только от выбора источника и приемника ЭМВ, вблизи которых скорость света всегда равна С (свойства такие у пространства-времени у тел)
  разумеется по пути скорость этого света изменяется и может быть разной в разных ИСО.

Оффлайн ER*

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 14370
  • Страна: de
  • Рейтинг: +1675/-1151
  • Пол: Мужской
  • nemo curat 😈
    Это все математика а не физика! 

Математика, физика... Главное - наука, а не херомантия.

Цитировать
Да и короче можно было написать- скорость фотона в любой ИСО равна С, что есть глупость.
 

Вы уверены, что не ошиблись темой? Здесь обсуждается, что относительная взаимная скорость выглядит одинаково для любых теорий, как простое сложение скоростей, а не про второй постулат.

Цитировать
Физическая скорость это скорость ЭМВ относительно источника ЭМВ и относительно приемника ЭМВ и она всегда равна С в любой ИСО.  Опыты об этом говорят, поэтому надо думать над причиной такого поведения.

А, что тут думать? Природа устроена так, что неукоснительно выполняется принцип отноительности. Всё остальное - следствие этого принципа. В том числе, и инвариантная скорость света. А почему Природа устроена так, а не иначе - вопрос глупый. :)






« Последнее редактирование: 28 Июнь 2020, 00:56:02 от ER* »

Оффлайн vamin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 3866
  • Страна: af
  • Рейтинг: +331/-465

А, что тут думать? Природа устроена так, что неукоснительно выполняется принцип отноительности. Всё остальное - следствие этого принципа. В том числе, и инвариантная скорость света. А почему Природа устроена так, а не иначе - вопрос глупый. :)
  То есть...
Так создал Господь при сотворении Мира :)  Моя бабушка так любила отвечать на мои детские вопросы */8$

ЗЫ
  Я бы конечно так не выламывался не знай ответа на вопрос почему это так а не иначе.  Что природа так а не иначе устроена можно согласится.  Нужно же еще и найти логичное объяснение такого устройства на сравнениях или аналогиях. Мы же не говорим что звук распространяется так или иначе потому что так устроена природа, мы рассказываем как сживаются молекулы, как они передают это напряжение соседним молекулам.
« Последнее редактирование: 08 Август 2019, 20:00:00 от vamin »

Оффлайн ER*

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 14370
  • Страна: de
  • Рейтинг: +1675/-1151
  • Пол: Мужской
  • nemo curat 😈
  То есть...
Так создал Господь при сотворении Мира :)  Моя бабушка так любила отвечать на мои детские вопросы */8$

Типа того. :)
Цитировать
ЗЫ
  Я бы конечно так не выламывался не знай ответа на вопрос почему это так а не иначе.

Знаете ответ? Ну рассказывайте, почему выполняется принцип относительности. :)
« Последнее редактирование: 16 Июнь 2020, 20:02:09 от ER* »

Оффлайн vamin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 3866
  • Страна: af
  • Рейтинг: +331/-465
Типа того. :)
Знаете ответ? Ну рассказывайте, почему выполняется принцип относительности. :)
   Я в другой теме приводил механическую аналогию которую придумал и коротая есть следствие из физической картины мира, поэтому она немножко хромает но все же точно передает поведение ЭМВ  ....

    Между источникам и приемником всегда присутствует прямая нить из материи по которой и распространяются  электромагнитные волны.  Если длина этой нити световые годы то удлинение этой нити в целом на 0.999С в секунду, у поверхности источника и приемника даст удлинение этой нити на доли миллиметров в секунду, скажем в плече интерферометра.

 
« Последнее редактирование: 08 Август 2019, 20:14:00 от vamin »

Оффлайн в.макаров

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2383
  • Страна: lv
  • Рейтинг: +129/-82
Физическая скорость это скорость ЭМВ относительно источника ЭМВ и относительно приемника ЭМВ и она всегда равна С в любой ИСО.  Опыты об этом говорят, поэтому надо думать над причиной такого поведения Электромагнитных волн.  Опыт по измерению скорости света в другой ИСО из лабораторной ИСО провести невозможно, поэтому утверждать что свет догоняет самолет со скоростью С-V можно но это никак не проверить. А из самолета это скорость всегда будет С.
При доплеровском измерении скорости самолёта излучает и принимает одна и та же РЛС. Излученный со скорость С относительно РЛС сигнал при попадании в самолёт складывается со скоростью самолёта. Отражённый (не переизлученный) от самолёта сигнал в направлении РЛС принимается ей  с о скоростью С, сложенной с удвоенной относительной скоростью самолёта. Полное соответствие с  классической механикой.

Оффлайн ER*

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 14370
  • Страна: de
  • Рейтинг: +1675/-1151
  • Пол: Мужской
  • nemo curat 😈
При доплеровском измерении скорости самолёта излучает и принимает одна и та же РЛС. Излученный со скорость С относительно РЛС сигнал при попадании в самолёт складывается со скоростью самолёта. Отражённый (не переизлученный) от самолёта сигнал в направлении РЛС принимается ей  с о скоростью С, сложенной с удвоенной относительной скоростью самолёта. Полное соответствие с  классической механикой.

Усложняем задачу. Одна РЛС прикручена к носу самолёта на некотором рассстоянии, и посылает в нос сигнал. Вторая РЛС стоит на поверхности Земли и принимает отражённый от носа сигнал. Какова скорость сближения сигнала со второй РЛС?

К носу самолёта привинчен прожектор. Какова скорость сближения луча с РЛС на Земле?

Оффлайн vamin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 3866
  • Страна: af
  • Рейтинг: +331/-465
При доплеровском измерении скорости самолёта излучает и принимает одна и та же РЛС. Излученный со скорость С относительно РЛС сигнал при попадании в самолёт складывается со скоростью самолёта. Отражённый (не переизлученный) от самолёта сигнал в направлении РЛС принимается ей  с о скоростью С, сложенной с удвоенной относительной скоростью самолёта. Полное соответствие с  классической механикой.
Все что вы пишите легко бы измерилось бы в экспериментах, но этого нет.
    Надо уточнять какая скорость, средняя или мгновенная.  Мгновенная скорость и у локатора и у самолета ОТНОСИТЕЛЬНО ИХ всегда С.  А вот мгновенная скорость сигнала на всем маршруте физически не может быть С.  В вашем примере самолет летит навстречу локатору.
Значит мгновенная скорость радиосигнала от локатора до самолета изменяется от С у локатора до  С-V у самолета (это в ИСО локатора), средняя с-v/2.  От самолета до локатора мгновенная скорость изменяется от с+v до с, средняя с+v/2. Средняя на всем маршруте С. :)
« Последнее редактирование: 08 Август 2019, 21:47:06 от vamin »

Оффлайн ER*

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 14370
  • Страна: de
  • Рейтинг: +1675/-1151
  • Пол: Мужской
  • nemo curat 😈
Все что вы пишите легко бы измерилось бы в экспериментах, но этого нет.
    Надо уточнять какая скорость, средняя или мгновенная.  Мгновенная скорость и у локатора и у самолета ОТНОСИТЕЛЬНО ИХ всегда С.  А вот мгновенная скорость сигнала на всем маршруте физически не может быть С.

И по какой причине скорость сигнала будет меняться? Причём именно так, что бы средняя была С? Откуда свет знает как сделать среднюю скорость С, если сигнал ещё не долетел до приёмника, и, следовательно, не знает скорости приёмника. Сигнал у Вас сверхразумом обладает? :)

Оффлайн vamin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 3866
  • Страна: af
  • Рейтинг: +331/-465
И по какой причине скорость сигнала будет меняться? Причём именно так, что бы средняя была С? Откуда свет знает как сделать среднюю скорость С, если сигнал ещё не долетел до приёмника, и, следовательно, не знает скорости приёмника. Сигнал у Вас сверхразумом обладает? :)
   Про сверхразум это надо обращаться  к СТО :)  А здесь все физично,  за время когда сигнал летел от самолета к локатору изменялась длина "нити", соединяющей самолет и локатор,  в которой скорость ЭМВ всегда С, ну а в ИСО разумеется она изменялась от с+v до с.... это же элементарно :)
« Последнее редактирование: 08 Август 2019, 22:12:45 от vamin »

Оффлайн Rishi

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 1857
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +223/-448
Многих просто вводит в заблуждение не совсем корректный термин "релятивистское правило сложения скоростей". Правильнее было бы "релятивистское правило преобразования скоростей при переходе в другую ИСО".
так хрен редьки не слаще. Существует Галилеево сложение скоростей и другого нет. Причём понятно же что если по дороге, на которой стоит наблюдатель, едет автомобиль, а навстречу ему - другой, то наблюдатель понимает, что скорость сближения автомобилей равна V=v1+v2. Если же наблюдатель при этом переместится в один из автомобилей и будет считать себя неподвижным, то ёжику понятно, что всё равно скорость, с которой будет приближаться к нему второй автомобиль будет равна V. И если при этом дорога вместе с Землёй будет куда-то двигаться инерциально, то от этого ничего не изменится. Принцип относительности Галилея рулит и экспериментально мы своё абсолютное инерциальное движение обнаружить не можем.
 Абсолютное - значит не относительное, то есть это когда нет эталона с чем сравнить и таким образом обнаружить своё движение. Световая волна - это физический объект, который ничем принципиально от других волн не отличается. Фронт любой волны распространяется в некоторой физической среде с определённой скоростью. Очевидно, что скорость наблюдателя, движущегося относительно этой среды навстречу фронту, будет складываться со скоростью фронта любой волны, в том числе и световой. При этом также как и в случае с автомобилями, скорость сближения наблюдателя и фронта волны будет равна V=v ± с  в любой инерциальной системе отсчёта.
   Но экспериментально это в своей ИСО обнаружить мы не сможем, потому что информация о текущем положении фронта передаётся от датчиков не быстрее, чем со скоростью света, а не мгновенно, поэтому истинную  скорость V мы измерить не можем. Никаких экспериментов, в которых было бы показано, что скорость света - инвариант во всех ИСО, не существует.
В частности в опыте Майкельсона-Морли и его интерпретациях никаких скоростей движения не измерялось. Однако может быть вы знаете ещё какой-то эксперимент по поводу так сказать несложения скорости фронта световой волны со скоростью наблюдателя вопреки галилеевскому сложению скоростей?
 
« Последнее редактирование: 08 Август 2019, 22:44:37 от Rishi »

Оффлайн ER*

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 14370
  • Страна: de
  • Рейтинг: +1675/-1151
  • Пол: Мужской
  • nemo curat 😈
   Про сверхразум это надо обращаться  к СТО :)  А здесь все физично,  за время когда сигнал летел от самолета к локатору изменялась длина "нити", соединяющей самолет и локатор,  в которой скорость ЭМВ всегда С, ну а в ИСО разумеется она изменялась от с+v до с.... это же элементарно :)


Т.е. "нить" объективно существует вне зависимости от того идёт по ней сигнал или нет?

Оффлайн ER*

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 14370
  • Страна: de
  • Рейтинг: +1675/-1151
  • Пол: Мужской
  • nemo curat 😈

   Но экспериментально это в своей ИСО обнаружить мы не сможем, потому что информация о текущем положении фронта передаётся от датчиков не быстрее, чем со скоростью света, а не мгновенно, поэтому истинную  скорость V мы измерить не можем. Никаких экспериментов, в которых было бы показано, что скорость света - инвариант во всех ИСО, не существует.

Двусороняя скорость туда-сюда - точно инвариант, это как раз и показывает ММ. А одностороннюю инвариантность померять нельзя от слова совсем. Тогда чего о ней рассуждать?

Оффлайн vamin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 3866
  • Страна: af
  • Рейтинг: +331/-465

Т.е. "нить" объективно существует вне зависимости от того идёт по ней сигнал или нет?
  Да.  Так устроен мир.  Про эти "нити" я немного писал в своей теме где объяснял  гравитацию и структурирование материи из одной единственной первочастицы.

Оффлайн DESIGNER

  • Предыдущий докладчик
  • **
  • Сообщений: 47
  • Страна: ru
  • Рейтинг: +0/-0
Никаких экспериментов, в которых было бы показано, что скорость света - инвариант во всех ИСО, не существует.
В частности в опыте Майкельсона-Морли и его интерпретациях никаких скоростей движения не измерялось. Однако может быть вы знаете ещё какой-то эксперимент по поводу так сказать несложения скорости фронта световой волны со скоростью наблюдателя вопреки галилеевскому сложению скоростей?
В том то и дело, что инвариантность скорости света - постулат, который невозможно проверить без предварительной синхронизации разноместных часов. А учитывая, что скорость, по определению, зависит от применяемой модели времени, самый простой способ обеспечить инвариантность скорости света - это использовать такую модель, которая и обеспечит требуемую инвариантность. Именно так и поступает СТО.

Оффлайн в.макаров

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2383
  • Страна: lv
  • Рейтинг: +129/-82
Усложняем задачу. Одна РЛС прикручена к носу самолёта на некотором рассстоянии, и посылает в нос сигнал. Вторая РЛС стоит на поверхности Земли и принимает отражённый от носа сигнал. Какова скорость сближения сигнала со второй РЛС?

К носу самолёта привинчен прожектор. Какова скорость сближения луча с РЛС на Земле?
Задачу вы не усложнили. Относительно РЛС на земле скорости сигнала от РЛС на самолёте складываются со скоростью самолёта относительно РЛС на земле.

Оффлайн в.макаров

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 2383
  • Страна: lv
  • Рейтинг: +129/-82
Все что вы пишите легко бы измерилось бы в экспериментах, но этого нет.
    Надо уточнять какая скорость, средняя или мгновенная.  Мгновенная скорость и у локатора и у самолета ОТНОСИТЕЛЬНО ИХ всегда С.  А вот мгновенная скорость сигнала на всем маршруте физически не может быть С.  В вашем примере самолет летит навстречу локатору.
Значит мгновенная скорость радиосигнала от локатора до самолета изменяется от С у локатора до  С-V у самолета (это в ИСО локатора), средняя с-v/2.  От самолета до локатора мгновенная скорость изменяется от с+v до с, средняя с+v/2. Средняя на всем маршруте С.
По моему мнению, ваше утверждение, что скорость сигнала относительно "ИХ" непонятно. Если более конкретно, то скорость сигнала от РЛС определённая и обычно её обозначают как "С".  Если самолёт летит к РЛС, то скорость приёма сигнала на самолёте складывается со скоростью самолёта, т.е. равна С+V. Отражённый от самолёта сигнал, в соответствии с законом классической механики "скорость падения равна скорости отражения",  относительно РЛС равна (C+V) + V = C + 2V.  Именно с учётом удвоенной скорости самолёта и определяется скорость самолёта в доплеровских РЛС.

Оффлайн vamin

  • Местный мудрец
  • *****
  • Сообщений: 3866
  • Страна: af
  • Рейтинг: +331/-465
По моему мнению, ваше утверждение, что скорость сигнала относительно "ИХ" непонятно. Если более конкретно, то скорость сигнала от РЛС определённая и обычно её обозначают как "С".  Если самолёт летит к РЛС, то скорость приёма сигнала на самолёте складывается со скоростью самолёта, т.е. равна С+V. Отражённый от самолёта сигнал, в соответствии с законом классической механики "скорость падения равна скорости отражения",  относительно РЛС равна (C+V) + V = C + 2V.  Именно с учётом удвоенной скорости самолёта и определяется скорость самолёта в доплеровских РЛС.

   Радар излучает со скоростью С и до самого самолета ваши корпускулы летят со скоростью С.
скорость сближения их с самолетом С+V(как и в СТО).  Но дальше у вас начинается фантастика- они отразились от самолета и приобрели еще одну дополнительную V  в ИСО радара она бы стала с+2V. 
   Все бы это легко измерили, так как средняя скорость туда-обратно была бы  С+V а этого не наблюдается. 
PS
  еще одна нестыковка получится с вашими скоростями- отраженный от самолета свет быстрее излученного самолетом света.  Это уж точно была бы научная сенсация.
 
« Последнее редактирование: 09 Август 2019, 10:30:28 от vamin »

Большой Форум