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特殊相対性理論の、時間が遅れる、ということについて疑問を持ったので質問させていただきます。

あるHPでその説明を読んでいたところ、「ある移動している乗り物(速度v)に乗って、天井と床に鏡を置いて光を反射させる。乗り物に乗っている人と外にいる人では天井と床を光が往復する時間が変わる」ということについて説明があったのですが。
乗っている人にとって天井から床へ進む光の速度(c)は一定とはいっても、真下に進むのはベクトルの合成からc-vで、斜めに進む光の速度がcで一定なのではないかと思うのです。

実際下方向のベクトルは光の実際の速度ではないのですし、そこの速度をcだと考えるのはどうにも納得がいかないのです。

どうも混乱していて他の事に手がつかないので・・・ご教授お願いします

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A 回答 (7件)

相対性理論 アインシュタイン 岩波文庫


この中でアインシュタインは系が違っても光の速さは変わらないと書いています
電車の中でボールをvの速さで前方に投げると投げた人から見るとボールはvの速さで前方に飛びます
地上の人が見るとvに電車の速さが加わった速さに見えます
これが光だと電車の中も地上も同じ速さに見えるというのです
理解しにくいですがそうらしいです
そうすると地上から見ると光の経路が長くなって見えるがこれは電車の中の時間の進み方が遅くなったからそう見えるのだそうです
逆に電車から地上を見ると地上の時間経過が遅くなって見えるらしいです
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取り急ぎ、



双子のパラドックスは問題。

Uターンの時の屁理屈を封じ込めた方がよい。

つまり、天井に光源があり、天井-床距離を30万キロとし、床に1秒で届くとする。

光をトラックとし、天井から床に一本道路を考える。

電車に乗っていない人から見ても、トラックの向きは常に下向き。

30万キロの道を、床に1秒で進み届くことに変わりはない。
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反射している光と観測者が同じ宇宙船内にいるのだから相対速度はゼロでこれは静止系となんら変わりません。


つまりこの条件ですと秒速29万キロで走っていようが完全に静止していようがその区別はつかないと言えます。当然光の速度はCのままですね。

>真下に進むのはベクトルの合成からc-vで・・・

相対速度がゼロですからそうはなりません。
また真空中の光の速度はいかなる観測者から見てもC(一定)です。
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この回答へのお礼

皆さん回答ありがとうございます。
失礼ながらまとめてお礼をさせていただきます。

お礼日時:2008/02/21 23:10

「どうにも納得がいかない」と言うのも当然だと思います。


特殊相対性理論ではある意味で光の速度が時間の進み方を決めている(空間の性質として)と言う考え方を取り入れたものです。
ですから、互いに移動している乗り物では時間の進み方が違うことになります。
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普通そう考えますよね。

車外の人から見たら、光の速度は下向きcと進行方向vのベクトルの合成でcより大きくなると。

これは観測する系が違う事から起こっています。合成ベクトルc+v(c-vじゃないと思いますが・・・)のvは、乗り物の系を止まっている人の系から観測することで認識されています。では話を変えて、一直線に進む光を速度Vで追いかけたら、光の速度はベクトル合成でc-Vでしょうか?V=cの場合光は止まるのでしょうか?

停止した光(電磁波)は存在しません。結論としてアインシュタインが仮定したのが、光の速度はどの系からみても一定であるという「光速度普遍の法則」です。

不思議ですが、この仮定から一般相対性理論は作られたそうです。
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直行じゃなくて直交でした

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光は、電界と磁界が直行して空間を伝搬する電磁波ですから誰から見ても速度は一定


だから、移動している時計は、静止している時計よりゆっくり時を刻みます。
真下がc-vで、斜めがcなら、ニュートンの絶対時間の世界ですね。
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