简述狭义相对论时空观
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
维普资讯 http://www.cqvip.com
物理 与工程
Ｖｏ． ８ Ｎｏ ２ ２ ０ １１ ． ０ ８
简 述 狭 义 相 对 论 时 空观
徐 劳 立
（ 京工业大学数理学院， 北 北京 １ ０ ２ ） ０ ０ ２
（ 稿 日期 ：２ ０ —９０ ） 收 ０ ７０ —７
摘 要 从 光速 不 变 原理 出发 ， 论相 对行 驶 的 两 列长 度 相 等 的列 车上 的两 个 基 本 的 时空 测 量 实验 ， 过 启发 讨 通
向前 和 向后 发 射 的 两 个 光 子 的 速 度 相 同 ， 由 于 相 对 运 而
（ ２）
Ｍ
￡ｆ 一 ｛
ｔ Ａ
动 ， 车 的 ｅ 与 向前 运 动 的 光 子 相 互 接 近 ， 以 早 些 收 静 端 可
到光 子 ， 表 明 ： 车上 观 察 者 看 不 同 地 点 同 时 发 生 的 Ｃ 这 静 和 Ｄ两 个 事 件 ， 于 动 车 观 察 者 来 说 不 是 同时 发 生 的． 对 这 就 是 狭 义 相 对论 时空 观 中“ 时 性 的 相对 性” 同 的概 念 ．
进 行 ， 测 量 的 是 与 车 头 Ｈ 对 应 的 坐 标 ， 测 量 的 是 与 车 先 后
￡ Ｂ一 Ａ ＜
— ＴＡ
（ ４）
即： 使用 地 面上 同一 地 点 的一个 时 钟 测量 实 验 １中 的两 个 事
件 Ａ 和 Ｂ的时 间间 隔 要 小 于 运 动 列 车 两个 不 同 地点 的两 个
武 的 方 法 ， 通 俗 的 语 言 定 性 介 绍 狭 义 相 对论 时 空观 ． 用
面对 学生 接 受 狭 义 相 对 论 时 空 舰 的 困 难 ， 先 要 澄 首
是 否相 等 ．
清 时 空 测 量 的科 学 方 法 ， 消 除 学 生 对 动 静 的 相 对 性 常 有 并 的 困 惑 ． 文 通 过 直 观 化 的叙 述 ， 光 速 不 变 原 理 出发 给 本 从 出狭 义 相 对 论 时空 观 的 基本 概 念 ．
点 ．目前 拉曼 放 大 器在 长 距 离 骨 干 网 和海 底 光 缆 中 的市场 地位 已得 到 承认 ； 城 域 网 中 ， 曼光 纤 在 拉
分布式 拉 曼光 纤放 大 器是 将 现有 系 统 的传 输 速 率
升级 到 ４ Ｇｂｔ ｓ ０ ｉ 的关 键器 件之 一 ． ／ ５ ）补偿 色散 补偿 光纤 （ Ｃ ） Ｄ Ｆ 的损耗 色散 补偿 光纤 的损 耗 远 比 Ｇ． ５ ６ ２光 纤 大 ， 如
论的思想基础．
这就 是狭 义 相 对 论 时 空 观 中 的 “ 体 在 运 动 方 向 上 长 度 变 物
短 ” 内涵 ． 的
４ 时 间 的 单 钟 测 量 和 双 钟测 量
参 考 文 献
由 于 公 式 （ ） 公 式 （ ） 出 的 相 对 速 度 相 同 ， 式 １和 ２给 公
放 大 器也 有其 利用 价 值 ．通 信 波段 扩 展 和 密 集 波
那 么 当动 车 的 Ｈ 端 与静 车 的 ｅ 相 遇 时 ， 端 动车 车 尾 Ｅ
端 是 否 也 与静 车 车 头 ｈ端 重 合 ， 就 是 说 上 面 的 “ Ｌ 也 Ｌ与
是 否相 等 ” 经 典 时 空 观 是 肯 定 的 回 答 ， ． 而狭 义 相 对 论 的 回 答 “ 然 ” 否 定 的 ！即 ：在 动 车 上 观 察 ， Ｈ 和 ｅ重 合 竟 是 当
１ 测 量 相 对 速 度 的 两 种 方 法
时 ， Ｅ 的东 边 ； 在地 面 上观察 ， 和 ｅ重 合 时 ， ｈ在 而 Ｈ Ｅ在 ｈ
的 东 边 ． ： 段 原 长 相 同 的列 车 沿 着 长 度 方 向 相 对 运 动 即 两
设 列 车 长 Ｌ， 由两 向东 以速 度 “行 驶 ， 边 车 首 为 Ｈ ， 东 西边车尾 为 Ｅ 地面 有一列 平行 的相同 长度的 静止 列年 ， ．
时钟 测 量那 两个 事 件 Ａ 和 Ｂ的间 隔． 就 是狭 义 相 对 论 时空 这
观 中 的“ 钟 变 慢 ” 这 里 要 注 意 的 是 ， 里 的 “ 钟 ” 指 动 ， 这 动 特
ຫໍສະໝຸດ Baidu
那 个 在 同一 地 点 测 量顺 序 两 个 事 件 的 间 隔 的单 个 钟 表 ．
尾 Ｅ对 应 的 坐标 ， 以动 车 观 察 到 静 车 这 样 测 量 的 结 果 要 所 小 于 列 车 的静 止 长 度 ， “ 车 长 度 的运 动 测 量 值 Ｌ 小 于 即 列
端 的 时钟 记 录事 件 Ａ 的 发 生 时 刻 Ｔ ， 车 上 Ｅ端 的 时钟 Ａ动 上记 录事 件 Ｂ的发 生 时 刻 丁 则 列 车 上 观 察 到 “ 面 上 ｈ 地
端相 对 于列 车 的速 度 ” 为
“ 一 ＝ （ ’ １）
端 ｈ和 ｅ 各设 立一个 光 子 接 收 站． 光 予 发 射 站 同 时 向两 端 若
在 动 车 上 测 量 两 列 车 相 对 速 度 的 方 法 为 ：动 车 上 Ｈ 真 审 视 同时 性 的 概 念 ． 先 ：同 一 地 点 同 时 发 生 的 两个 事 首
件 ， 任何 惯 性 参 照 系 中看 都 是 同 时 发 生 的 ， 是 经 典 相 在 这
对 论 和 狭 义 相 对 论 的 共 识 ， 异 议 在 于 狭 义相 对 论 认 为不 而 同地 点 同时 发 生 的 两 个 事 件 ， 于 其 他 惯 性 系 来 说 不 能 同 对 时发生 ， 爱 斯 坦 曾对 此 作 了如 下 直 观 解 释 ． 实 验 ２ 在静 车 中点设 立 一 个 光 子发 射 站 ， 在该 列 车 两
，
静 车 观 察 Ｃ 和 Ｄ 两 个 事 件 同 时 发 生 ． 车 上 观 察 到 动
的情 景 如 何 呢？ 首 先 ， 车 上 看 到 静 车 中 点 向 前 后 发 射 光 动 子 是 同 时发 生 的 ； 根 据 光 速 不 变 原 理 ， 车 上 观 察 到 的 义 动
，
一 一
光 速 不 变 原 理 说 明 这 一测 量结 果 ．
２ 同 时 性 的 相 对 性
图 １
为 讨 论 长度 的 静 止测 量值 和运 动测 量 值 的差 异 ， 认 应 实验 １ 静 车 的 ｈ端 与 动 车 的 Ｈ 端 相 遇 为 事 件 Ａ， 静 车 的 ｈ端 与动 车 的 Ｅ 端 相 遇 为 事 件 Ｂ ．
维普资讯 http://www.cqvip.com
物理 与工 程
Ｖｏ． ８ Ｎｏ ２ ２ ０ １１ ． ０ ８
够 同 时 到 达 动 车 的 车 头 和 车 尾 ． 光 子 到 达 动 车 车 头 的 同 当 时 静 车 坐 标 系记 录 下 动 车 车 头 坐 标 ， 光 子 到 达 动 车 车 尾 当 的 同 时 静 车 坐 标 系记 录 下 动 车 车 尾 的坐 标 ， 两 个 坐 标 之 这 差 等 于 列 车 长 度 的 运 动 测 量 值 ． 静 车 上 看 ， 车 的首 和 在 动 尾 在 静 车 坐 标 系上 的两 个 坐 标 点 到 光 子 发 射 站 等 距 ， 量 测 同 时 发 生 ． 是 在 动 车 看 来 ， 车 上 的 两 个 测 量 没 有 同 时 但 静
发 射光 子 ， 子到 达 ｈ点 为事件 ｃ 光 子到 达 ｅ 为事 件 Ｄ 光 ， 点 ．
在 静 车上 测 量 动 车 的 相 对 速 度 的 方 法 为 ：静 车 上 ｈ 端 的 时钟 记 录 事 件 Ａ 的 发 生 时 刻 ｔ 静 车 上 的 同 一 时 钟 ，
记 录事 件 Ｂ 的发 生 时 刻 ｔ ， 地 面 上 观察 到 “ 车 上 ＨＥ 则 动 线段 Ｌ 通 过 地 面上 ｈ端 的速 度 ” 为
首 尾 的 坐 标 ． 实 验 ２的静 车 上 的双 光 子 发 射 站 的发 射 时 令
时钟 ， 在 的 问 题 在 于 ， 义相 对 论 认 为需 要 讨 论 公 式 （ ） 现 狭 ２
中 的线 段 的 运 动 长 度 Ｉ 公 式 （ ） 线 段 的 静 止 长 度 Ｌ 与 １中
间选择在动车的中点达到之前 ， 以便 对 于 静 车 来 说 光 子 能
点， 近年 引起 人们 广 泛 关 注 ， 已 走 向商 用 ．拉 曼 现
光 纤 放大 器 主 要 用 做 分 布 式 放 大 器 ， 助 Ｅ Ｆ 辅 Ｄ Ａ
进行信 号 放 大 ， 可 以单 独使 用 实 现 全拉 曼 放 大 ， 也 即 Ｌ Ａ＋ＤＦ 放 大 Ｅ Ａ 不 能 放 大 的波 段 ， Ｆ Ａ， ＤＦ 同 时克 服 了 Ｅ Ａ 级联 噪 声大 及放 大带 宽有 限等 缺 ＤＦ
列 车 长 度 的静 止 测 量 值 Ｌ” 即 ，
Ｌ ＜ Ｌ （ ３）
５ 结 论
上 面 通 过 讨 论 长度 和 时 间 的科 学 测 量 方 法 ， 性 给 出 定 了 狭 义 相 对 论 时空 观 的 三 个 基 本 实 验 的 结 论 ， 们 各 自都 它 可 由 光 速 不 变 原 理 直 接 地 得 到 解 释 ． 速 是 电 磁 波 的 属 光 性 ， 长度 测 量 和 时 间 测 量 与 电磁 场 的 关 联 正 是 狭 义 相 对 而
（ ） 出 Ｌ ＜ Ｌ， 此 得 到 ３指 由
［ Ｒ ｂｒＲ ｓｉ ２０） Ｐ ｙ ｃ １ ｄ ｉ ， ｅ ｏ （ ｈ Ｗ ｌ １ ｏｅ ｅ ｃ ０２． ｈｓ ｓ ］ ｔ ｎ ｋ（ ｉ ５ ｉ ｎ Ｎｗ Ｙ ｒ Ｊ ｎ ｉｙ Ｅ ｔ ｏ ｋ ｏ ｅ
＆ Ｓｎ ，ｎ） ０ｓ Ｉｃ
上述 两测 量 方 法所 得 相 对 速 度 相 等 ， 一 “ ， 于 这 一 “ 关
点 ， 典 时 空 观 与 狭 义 相 对 论 时 空 观 没 有 异 议 ． 里 要 注 经 这
意 到 ： 对 速 度 的 第 一 测 量 方 法 是 观 察 对 方 物 体 上 一 个 相
点 的 运 动 ， 录 该 点 通 过 观 察 者 参 照 系 中 相 距 Ｌ的 两 个 地 记
时， 当两 牟 相 遇 而 一 方 的 前 端 与 对 方 的 后 端 相 重 合 时 ， 两
个 物 体 的 另 一端 不会 同 时重 合 ， 且 观 察 者 看 到 的运 动 的 而
东 端 为 Ｆ西 端 为 ｈ 如 图 １ ， ， ．
对 方 列 车 的 长 度 总要 短一 些 ． 下 面 的 第 二 个 实 验 中将 以 在
（ 接第 ４ 上 ４页 ）
声 、 以抑 制 非 线 性 效 应 和 能 进 行 色 散 补 偿 等 优 可
４ ）拓展频 谱 利用 率 和提 高传 输 系统速 率
普通 光纤 的低 损耗 区间 是 １ ７ ～ １ ７ ｎ 而 ２ ０ ６ ０ ｍ， Ｅ Ａ 只 能工作 在 １ ２ ～ １ ２ ｎ 范 围 内 ， ＤＦ ＤＦ ５５ ６５ ｍ Ｅ Ａ
点 的 时 间 ， 要 用 两 个 不 同地 点 的 时 钟 ． 第 二 个 测 量 方 需 而
３ 长度 的静 止 测 量 和 运 动测 量
法则 不 同 ， 观 察 者 测 量 对 方 物 体 上 原 长 Ｌ 的线 段 通 过 观 是
察者 参 照 系 中 同一 地 点 的时 间 ， 需 使 用 同一 地 点 的 一 个 只 合 理 地 测 量 运 动 列 乍 的 长 度 ， 求 同 时 记 录 运 动 列 车 要
的放 大频带 宽度 不 够 宽 ， 以 ， ＤＦ 系统 的光 纤 所 Ｅ Ａ
频带 利用 率 是 很 低 的 ， 制 了信 道 数 目 ， Ｆ Ａ 限 而 Ｒ 能够 弥补 这 一 点 ， 曼 光 纤 放 大 器 的 全 波 段 放 大 拉 特性使 得 它 可 以 工作 在 光 纤 整 个 低 损 耗 区 ， 大 极 地拓展 了 频 谱 利 用 率 ， 高 了 传 输 系 统 的 速 率． 提
物理 与工程
Ｖｏ． ８ Ｎｏ ２ ２ ０ １１ ． ０ ８
简 述 狭 义 相 对 论 时 空观
徐 劳 立
（ 京工业大学数理学院， 北 北京 １ ０ ２ ） ０ ０ ２
（ 稿 日期 ：２ ０ —９０ ） 收 ０ ７０ —７
摘 要 从 光速 不 变 原理 出发 ， 论相 对行 驶 的 两 列长 度 相 等 的列 车上 的两 个 基 本 的 时空 测 量 实验 ， 过 启发 讨 通
向前 和 向后 发 射 的 两 个 光 子 的 速 度 相 同 ， 由 于 相 对 运 而
（ ２）
Ｍ
￡ｆ 一 ｛
ｔ Ａ
动 ， 车 的 ｅ 与 向前 运 动 的 光 子 相 互 接 近 ， 以 早 些 收 静 端 可
到光 子 ， 表 明 ： 车上 观 察 者 看 不 同 地 点 同 时 发 生 的 Ｃ 这 静 和 Ｄ两 个 事 件 ， 于 动 车 观 察 者 来 说 不 是 同时 发 生 的． 对 这 就 是 狭 义 相 对论 时空 观 中“ 时 性 的 相对 性” 同 的概 念 ．
进 行 ， 测 量 的 是 与 车 头 Ｈ 对 应 的 坐 标 ， 测 量 的 是 与 车 先 后
￡ Ｂ一 Ａ ＜
— ＴＡ
（ ４）
即： 使用 地 面上 同一 地 点 的一个 时 钟 测量 实 验 １中 的两 个 事
件 Ａ 和 Ｂ的时 间间 隔 要 小 于 运 动 列 车 两个 不 同 地点 的两 个
武 的 方 法 ， 通 俗 的 语 言 定 性 介 绍 狭 义 相 对论 时 空观 ． 用
面对 学生 接 受 狭 义 相 对 论 时 空 舰 的 困 难 ， 先 要 澄 首
是 否相 等 ．
清 时 空 测 量 的科 学 方 法 ， 消 除 学 生 对 动 静 的 相 对 性 常 有 并 的 困 惑 ． 文 通 过 直 观 化 的叙 述 ， 光 速 不 变 原 理 出发 给 本 从 出狭 义 相 对 论 时空 观 的 基本 概 念 ．
点 ．目前 拉曼 放 大 器在 长 距 离 骨 干 网 和海 底 光 缆 中 的市场 地位 已得 到 承认 ； 城 域 网 中 ， 曼光 纤 在 拉
分布式 拉 曼光 纤放 大 器是 将 现有 系 统 的传 输 速 率
升级 到 ４ Ｇｂｔ ｓ ０ ｉ 的关 键器 件之 一 ． ／ ５ ）补偿 色散 补偿 光纤 （ Ｃ ） Ｄ Ｆ 的损耗 色散 补偿 光纤 的损 耗 远 比 Ｇ． ５ ６ ２光 纤 大 ， 如
论的思想基础．
这就 是狭 义 相 对 论 时 空 观 中 的 “ 体 在 运 动 方 向 上 长 度 变 物
短 ” 内涵 ． 的
４ 时 间 的 单 钟 测 量 和 双 钟测 量
参 考 文 献
由 于 公 式 （ ） 公 式 （ ） 出 的 相 对 速 度 相 同 ， 式 １和 ２给 公
放 大 器也 有其 利用 价 值 ．通 信 波段 扩 展 和 密 集 波
那 么 当动 车 的 Ｈ 端 与静 车 的 ｅ 相 遇 时 ， 端 动车 车 尾 Ｅ
端 是 否 也 与静 车 车 头 ｈ端 重 合 ， 就 是 说 上 面 的 “ Ｌ 也 Ｌ与
是 否相 等 ” 经 典 时 空 观 是 肯 定 的 回 答 ， ． 而狭 义 相 对 论 的 回 答 “ 然 ” 否 定 的 ！即 ：在 动 车 上 观 察 ， Ｈ 和 ｅ重 合 竟 是 当
１ 测 量 相 对 速 度 的 两 种 方 法
时 ， Ｅ 的东 边 ； 在地 面 上观察 ， 和 ｅ重 合 时 ， ｈ在 而 Ｈ Ｅ在 ｈ
的 东 边 ． ： 段 原 长 相 同 的列 车 沿 着 长 度 方 向 相 对 运 动 即 两
设 列 车 长 Ｌ， 由两 向东 以速 度 “行 驶 ， 边 车 首 为 Ｈ ， 东 西边车尾 为 Ｅ 地面 有一列 平行 的相同 长度的 静止 列年 ， ．
时钟 测 量那 两个 事 件 Ａ 和 Ｂ的间 隔． 就 是狭 义 相 对 论 时空 这
观 中 的“ 钟 变 慢 ” 这 里 要 注 意 的 是 ， 里 的 “ 钟 ” 指 动 ， 这 动 特
ຫໍສະໝຸດ Baidu
那 个 在 同一 地 点 测 量顺 序 两 个 事 件 的 间 隔 的单 个 钟 表 ．
尾 Ｅ对 应 的 坐标 ， 以动 车 观 察 到 静 车 这 样 测 量 的 结 果 要 所 小 于 列 车 的静 止 长 度 ， “ 车 长 度 的运 动 测 量 值 Ｌ 小 于 即 列
端 的 时钟 记 录事 件 Ａ 的 发 生 时 刻 Ｔ ， 车 上 Ｅ端 的 时钟 Ａ动 上记 录事 件 Ｂ的发 生 时 刻 丁 则 列 车 上 观 察 到 “ 面 上 ｈ 地
端相 对 于列 车 的速 度 ” 为
“ 一 ＝ （ ’ １）
端 ｈ和 ｅ 各设 立一个 光 子 接 收 站． 光 予 发 射 站 同 时 向两 端 若
在 动 车 上 测 量 两 列 车 相 对 速 度 的 方 法 为 ：动 车 上 Ｈ 真 审 视 同时 性 的 概 念 ． 先 ：同 一 地 点 同 时 发 生 的 两个 事 首
件 ， 任何 惯 性 参 照 系 中看 都 是 同 时 发 生 的 ， 是 经 典 相 在 这
对 论 和 狭 义 相 对 论 的 共 识 ， 异 议 在 于 狭 义相 对 论 认 为不 而 同地 点 同时 发 生 的 两 个 事 件 ， 于 其 他 惯 性 系 来 说 不 能 同 对 时发生 ， 爱 斯 坦 曾对 此 作 了如 下 直 观 解 释 ． 实 验 ２ 在静 车 中点设 立 一 个 光 子发 射 站 ， 在该 列 车 两
，
静 车 观 察 Ｃ 和 Ｄ 两 个 事 件 同 时 发 生 ． 车 上 观 察 到 动
的情 景 如 何 呢？ 首 先 ， 车 上 看 到 静 车 中 点 向 前 后 发 射 光 动 子 是 同 时发 生 的 ； 根 据 光 速 不 变 原 理 ， 车 上 观 察 到 的 义 动
，
一 一
光 速 不 变 原 理 说 明 这 一测 量结 果 ．
２ 同 时 性 的 相 对 性
图 １
为 讨 论 长度 的 静 止测 量值 和运 动测 量 值 的差 异 ， 认 应 实验 １ 静 车 的 ｈ端 与 动 车 的 Ｈ 端 相 遇 为 事 件 Ａ， 静 车 的 ｈ端 与动 车 的 Ｅ 端 相 遇 为 事 件 Ｂ ．
维普资讯 http://www.cqvip.com
物理 与工 程
Ｖｏ． ８ Ｎｏ ２ ２ ０ １１ ． ０ ８
够 同 时 到 达 动 车 的 车 头 和 车 尾 ． 光 子 到 达 动 车 车 头 的 同 当 时 静 车 坐 标 系记 录 下 动 车 车 头 坐 标 ， 光 子 到 达 动 车 车 尾 当 的 同 时 静 车 坐 标 系记 录 下 动 车 车 尾 的坐 标 ， 两 个 坐 标 之 这 差 等 于 列 车 长 度 的 运 动 测 量 值 ． 静 车 上 看 ， 车 的首 和 在 动 尾 在 静 车 坐 标 系上 的两 个 坐 标 点 到 光 子 发 射 站 等 距 ， 量 测 同 时 发 生 ． 是 在 动 车 看 来 ， 车 上 的 两 个 测 量 没 有 同 时 但 静
发 射光 子 ， 子到 达 ｈ点 为事件 ｃ 光 子到 达 ｅ 为事 件 Ｄ 光 ， 点 ．
在 静 车上 测 量 动 车 的 相 对 速 度 的 方 法 为 ：静 车 上 ｈ 端 的 时钟 记 录 事 件 Ａ 的 发 生 时 刻 ｔ 静 车 上 的 同 一 时 钟 ，
记 录事 件 Ｂ 的发 生 时 刻 ｔ ， 地 面 上 观察 到 “ 车 上 ＨＥ 则 动 线段 Ｌ 通 过 地 面上 ｈ端 的速 度 ” 为
首 尾 的 坐 标 ． 实 验 ２的静 车 上 的双 光 子 发 射 站 的发 射 时 令
时钟 ， 在 的 问 题 在 于 ， 义相 对 论 认 为需 要 讨 论 公 式 （ ） 现 狭 ２
中 的线 段 的 运 动 长 度 Ｉ 公 式 （ ） 线 段 的 静 止 长 度 Ｌ 与 １中
间选择在动车的中点达到之前 ， 以便 对 于 静 车 来 说 光 子 能
点， 近年 引起 人们 广 泛 关 注 ， 已 走 向商 用 ．拉 曼 现
光 纤 放大 器 主 要 用 做 分 布 式 放 大 器 ， 助 Ｅ Ｆ 辅 Ｄ Ａ
进行信 号 放 大 ， 可 以单 独使 用 实 现 全拉 曼 放 大 ， 也 即 Ｌ Ａ＋ＤＦ 放 大 Ｅ Ａ 不 能 放 大 的波 段 ， Ｆ Ａ， ＤＦ 同 时克 服 了 Ｅ Ａ 级联 噪 声大 及放 大带 宽有 限等 缺 ＤＦ
列 车 长 度 的静 止 测 量 值 Ｌ” 即 ，
Ｌ ＜ Ｌ （ ３）
５ 结 论
上 面 通 过 讨 论 长度 和 时 间 的科 学 测 量 方 法 ， 性 给 出 定 了 狭 义 相 对 论 时空 观 的 三 个 基 本 实 验 的 结 论 ， 们 各 自都 它 可 由 光 速 不 变 原 理 直 接 地 得 到 解 释 ． 速 是 电 磁 波 的 属 光 性 ， 长度 测 量 和 时 间 测 量 与 电磁 场 的 关 联 正 是 狭 义 相 对 而
（ ） 出 Ｌ ＜ Ｌ， 此 得 到 ３指 由
［ Ｒ ｂｒＲ ｓｉ ２０） Ｐ ｙ ｃ １ ｄ ｉ ， ｅ ｏ （ ｈ Ｗ ｌ １ ｏｅ ｅ ｃ ０２． ｈｓ ｓ ］ ｔ ｎ ｋ（ ｉ ５ ｉ ｎ Ｎｗ Ｙ ｒ Ｊ ｎ ｉｙ Ｅ ｔ ｏ ｋ ｏ ｅ
＆ Ｓｎ ，ｎ） ０ｓ Ｉｃ
上述 两测 量 方 法所 得 相 对 速 度 相 等 ， 一 “ ， 于 这 一 “ 关
点 ， 典 时 空 观 与 狭 义 相 对 论 时 空 观 没 有 异 议 ． 里 要 注 经 这
意 到 ： 对 速 度 的 第 一 测 量 方 法 是 观 察 对 方 物 体 上 一 个 相
点 的 运 动 ， 录 该 点 通 过 观 察 者 参 照 系 中 相 距 Ｌ的 两 个 地 记
时， 当两 牟 相 遇 而 一 方 的 前 端 与 对 方 的 后 端 相 重 合 时 ， 两
个 物 体 的 另 一端 不会 同 时重 合 ， 且 观 察 者 看 到 的运 动 的 而
东 端 为 Ｆ西 端 为 ｈ 如 图 １ ， ， ．
对 方 列 车 的 长 度 总要 短一 些 ． 下 面 的 第 二 个 实 验 中将 以 在
（ 接第 ４ 上 ４页 ）
声 、 以抑 制 非 线 性 效 应 和 能 进 行 色 散 补 偿 等 优 可
４ ）拓展频 谱 利用 率 和提 高传 输 系统速 率
普通 光纤 的低 损耗 区间 是 １ ７ ～ １ ７ ｎ 而 ２ ０ ６ ０ ｍ， Ｅ Ａ 只 能工作 在 １ ２ ～ １ ２ ｎ 范 围 内 ， ＤＦ ＤＦ ５５ ６５ ｍ Ｅ Ａ
点 的 时 间 ， 要 用 两 个 不 同地 点 的 时 钟 ． 第 二 个 测 量 方 需 而
３ 长度 的静 止 测 量 和 运 动测 量
法则 不 同 ， 观 察 者 测 量 对 方 物 体 上 原 长 Ｌ 的线 段 通 过 观 是
察者 参 照 系 中 同一 地 点 的时 间 ， 需 使 用 同一 地 点 的 一 个 只 合 理 地 测 量 运 动 列 乍 的 长 度 ， 求 同 时 记 录 运 动 列 车 要
的放 大频带 宽度 不 够 宽 ， 以 ， ＤＦ 系统 的光 纤 所 Ｅ Ａ
频带 利用 率 是 很 低 的 ， 制 了信 道 数 目 ， Ｆ Ａ 限 而 Ｒ 能够 弥补 这 一 点 ， 曼 光 纤 放 大 器 的 全 波 段 放 大 拉 特性使 得 它 可 以 工作 在 光 纤 整 个 低 损 耗 区 ， 大 极 地拓展 了 频 谱 利 用 率 ， 高 了 传 输 系 统 的 速 率． 提