光速度不変は原理ですか？

ガリレイ変換自体、質点物理なので相対論のように古典のまま光速度不変を原理にしてしまうと、量子論の不確定性関係も、質点を不確定にする原理にしないと辻褄が合わなくなって、

もはや不確定性関係を一つの原理と呼ぶのは適当ではないと考える方が合理的である。
http://www.phys.cs.is.nagoya-u.ac.jp/~tanimura/u …

ボーアとアインシュタインの砂かけ論や、相間と相信の相対論の原理を信じますか/信じませんか？みたいな宗教のような不毛な議論になっていただけ

そもそも静止質量の獲得やローレンツ収縮は量子効果なのだから古典論的相対性原理を量子論的相対性原理にして、光速度不変も現象として説明するのが最初ですね。

相補的相対性原理（Complementary relativity principle）
https://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n412355

量子効果による光速度不変現象の説明
https://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n408920

質問者からの補足コメント

• 

  特殊相対論を，特殊相対性原理と光速度不変の原理がら導いたが，前者がいかにも「原理」らしいのに比べて，後者の光速度不変性はどうも原理と呼ぶにふさわしくない気がする．これは光という特別な実体に関する現象論的事実に過ぎないので，原理として据えるのではなくて，理論の結果として導かれるべきことだと考えるのが，より自然な態度ではないだろうか．*2
  http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~soken.editoria …

    補足日時：2017/05/18 15:37

• 

  以下の改善なんですが
  
  しかしこの場の量子論はつぎに述べるように不
  満足なものである。
  場とは ϕ(x, t) のように表されるものだが、量
  子化にあたってこれを調和振動子のように xi(t)
  で表される質点の集団に置き換えてしまった。
  つまりやっているのは場の理論ではなく、自由
  度無限大の質点系の量子力学なのである。
  http://www.miyazaw1.sakura.ne.jp/papers/batositu …

    補足日時：2017/05/20 15:29

No.10 回答者： horahukisann2017 回答日時： 2017/05/20 17:09

わからないです。

太陽から発せられた光が火星の表面で反射して、その一部が地球上で観測されたとします。太陽と地球の距離、太陽と火星の距離がわかっていたとします。地球で観測された火星表面で反射された光によって観測する火星の位置は何秒か前のものだと思います。

太陽から火星の表面に届いた光が弾性散乱するとき、どれくらい光は火星表面の物質にとどまっていますか？

まず、なにもわからないので、地球も火星も等速円運動で太陽の周りを公転していると仮定して大体の値を調べようと思っています。これを計算するには、光の速さが一定でないと困るのですが…

回答すべきところに質問を書いて申し訳ないです。

この回答へのお礼

光速度は定義値なので変わらないけど、光速は変化してるよ
一定に観測される方が条件が限られるの
同じ慣性系っていう

シャピロ遅延効果でも、サニャック効果でしらべてみて

お礼日時：2017/05/20 17:15

No.9 回答者： kothimaro 回答日時： 2017/05/19 23:35

「光速度不変の原理」とは、静止して光を観測しても移動しながら光を観測しても、光の速度は秒速30万キロと測定されると言うものです。

　例えば、時速100キロの電車を静止して観測すると、その速度は時速100キロです。しかし、時速50キロの車で追いかけながら電車を観測すると、電車の速度は時速50キロと測定されます。時速50キロの車に乗って電車と対面する形で観測すると、電車の速度は時速150キロと測定されます。

　移動する車から見た電車の速度を、電車の相対速度と言います。「光速度不変の原理」とは、光の相対速度は秒速30万キロで不変であると言うものです。つまり、光を秒速15万キロで並走しながら観測しても、同速度で光と対面する形で観測しても、光の相対速度は秒速30万キロで変らないというのです。これは、常識に反するため、大変理解しがたいのです。

　ではなぜ、この様な考え方が必要だったのでしょうか。
　電磁気力は、光の一種である電磁波が、電荷を帯びた物質間を往復することで生じます。そして、電磁気力の強さは物質間の距離の2乗に反比例します。つまり、電磁波が物質間を往復するのに要する時間の2乗に反比例するのです。
　電荷を帯びた2つの物質が並走しながら電磁波を交換すると、静止している場合に比べて、電磁波の往復距離は長くなります。即ち、電磁波の往復に要する時間が長くなるので、生じる電磁気力の強さは弱くなる筈です。
　しかし、現実には、静止していても移動していても、生じる電磁気力の強さは変りません。

　この謎を説明するために、アインシュタイン博士は、移動する2つの物質から見た電磁波の相対速度は、秒速30万キロで不変であると考えたのです。これで、静止していても移動していても、電磁波は同じ時間で物質間を移動します。だから、生じる電磁気力の強さは、物質の移動速度にかかわらず不変となると説明しました。

　しかし、幾らなんでも、秒速30万キロの光を秒速15万キロで追いかけても、同速度で光と対面しても、光の速度は秒速30万キロで変らないと言うことは理解出来ません。

　そこで次のような思考実験を行います。
　電荷を帯びた2つの物質を、一本の剛体の両端に取り付けます。そして、この装置を秒速vキロで移動させます。この2つの物質間を電磁波は往復します。
　この時、電磁波の移動距離は、進行方向(横方向)に剛体棒を向けた時静止時の1/（1－ｖ＾2/ｃ2)倍、上下左右方向(縦方向)に向けた時静止時の1/√(1－ｖ^2/ｃ^2)倍となります。
　一方、秒速vキロで移動する物質は「ローレンツ収縮」し、横方向に√(1－ｖ^2/ｃ^2)倍短くなります。従って、剛体棒の長さは、横方向に√(1－ｖ^2/ｃ^2)倍短くなるので、電磁波の横方向の往復距離は、静止時の1/（1－ｖ＾2/ｃ2)×√(1－ｖ^2/ｃ^2)=1/√(1－ｖ^2/ｃ^2)倍と、縦方向の往復距離と同じとなります。
　この仕組みにより、マイケルソンとモーレーの実験では、縦方向に往復させた光と横方向に往復させた光とが、同時に戻ることが出来たのです。

　従って、秒速vキロで移動する場合、電磁波の往復距離は静止時に比べて1/√(1－ｖ^2/ｃ^2)倍となります。つまり、電磁波の往復時間は、静止時の1/√(1－ｖ^2/ｃ^2)倍となります。

　一方、高速で移動すると物質は動き難くなります。この現象は、粒子を加速器で加速する際に見られます。粒子は光速に近づく程、加速し難くなります。秒速vキロで移動すると、静止時の√(1－ｖ^2/ｃ^2)倍しか動けません。従って、時計は1秒間に√(1－ｖ^2/ｃ^2)秒を刻む様になります。

　こうして、秒速vキロで移動する慣性系では、電磁波の往復に要する時間は、静止時の1/√(1－ｖ^2/ｃ^2)倍×√(1－ｖ^2/ｃ^2)倍=1倍となります。つまり、電磁波の往復に要する時間は、移動速度に関係なく不変なので、生じる電磁気力の強さも移動速度に影響されず不変なのです。

　この様に、現実には往路と復路の光速度は異なりますが、物理学の計算上一々往路と復路の光速度よりそれに掛る時間を計算し、生じる電磁気力の強さを求めることは無駄です。
　生じる電磁気力の強さは、電磁波の往復に要する時間の2乗に反比例するのであり、往復に要する時間は不変なのですから、往路と復路共に光速度不変と仮設して計算します。

　その様に仮設したのがローレンツ変換
①t’= (t－Vx/C^2) / √（1－ｖ^2/ｃ^2）
②x’=(x－Vｔ)/√（1－ｖ^2/ｃ^2)
③y’= y　④z’= z　⑤C’=C
です。

　物質は質量があるので、上記のとおり高速で移動すると動き難くなりまたローレンツ収縮する為、光速度が不変と測定されます。
　x=光の進んだ距離=Ct㎞、t=光の進んだ時間、V=もう一方の光の速度=C㎞/秒を①と②に代入すると
x'÷t'=C
と光速度不変となります。

　この様に、高速で移動すると時計が遅れ定規が収縮するので、V慣性系では時間と空間の座標が変化するのです。決して、時間と空間そのものが変化する訳ではありません。
時間と空間は絶対であり、光速度は物質が変化するので、不変と観測されるだけです。

　詳細は、下記のホームページを参照下さい。
http://www.geocities.jp/labyrinth125064/kousokud …

この回答へのお礼

こんなとこいたのね

お礼日時：2017/05/20 00:11

No.6 回答者： psytex1 回答日時： 2017/05/19 21:20

光速不変の原理は、（光速が絶対空間の座標系に影響されない）という

相対性原理の延長であり、実験的に光速が相対運動に影響されないと
いう事実を原理的要請に転じた結果、時空的計量が相対化するという
特殊相対性理論にいたった、核心的部分です。

この回答へのお礼

それははじめて聞くはなしね、独自なだけで基本がないのでは？

特殊相対論を，特殊相対性原理と光速度不変の原理がら導いたが，前者がいかにも「原理」らしいのに比べて，後者の光速度不変性はどうも原理と呼ぶにふさわしくない気がする．これは光という特別な実体に関する現象論的事実に過ぎないので，原理として据えるのではなくて，理論の結果として導かれるべきことだと考えるのが，より自然な態度ではないだろうか．*2
http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~soken.editoria …

お礼日時：2017/05/19 21:30

No.5 回答者： puyo3155 回答日時： 2017/05/19 20:57

場の量子論勉強してね。

出典以前の、常識なので。

No.4 回答者： puyo3155 回答日時： 2017/05/19 15:34

古典的量子論の話してても仕方ないですね。

100年前の討議です。

この回答へのお礼

一体なのはなしですか？
質量の獲得もエネルギーの獲得も同じでしょ

お礼日時：2017/05/19 16:48

No.3 回答者： puyo3155 回答日時： 2017/05/18 21:51

よくわからん。

質量のない素粒子の速度ってだけで、一種の空間のパラメータですよ。光はその象徴ってだけで。
粒子性も波動性もない。すべては波動。ものも、力も、すべてが場の振動。それが、相互作用がないときに、いかにも粒子に見えるだけのこと。

不確定性原理は、波動なんだからあたりまえ、点で観測すると、一定時間たたないと、波の全容がわからない。全容を一瞬で把握したいなら、波長の長さの空間を
同時に見るしかない。だから、不確定になる。

粒子なんかないんですよ・・・ってのが、量子論の結論。

この回答へのお礼

なにかかんちがいしてるか、ふるいなあ
出典元は？

お礼日時：2017/05/18 23:19

No.2 回答者： chiha2525-- 回答日時： 2017/05/18 17:32

『光の速度』って言い方が気に入らないなら、電磁波の速度でもよいですし、理想剛体の伝達速度でも良いと思います。

つまり、世の中その速度以上で伝達するものがないってことで、光もその速度で伝わるってだけの話ですので。

この回答へのお礼

そういう話じゃないでしょ、粒子性と波動性をどう定式化して修正していくかのはなし

二重性などという言葉は、その意味が数学的に定義されているのでない限り、科学で使うべきではない。
http://www.miyazaw1.sakura.ne.jp/papers/quantum. …

お礼日時：2017/05/18 17:52

No.1 回答者： horahukisann2017 回答日時： 2017/05/18 15:33

わからないです。

太陽表面から地球まで、光は 500 sec ほどで届くらしいですが、どうやって調べたのでしょう？

だれが測定したかわからないのですが、惑星の衛星でできる惑星表面の衛星の影を観測して光の速さを観測しようとした人がいたみたいです。これは、太陽と惑星間の距離の比がある程度わかっていないとできないとおもいます。

地上で 1 m くらいの距離を通過する光の時間はどうやって計測しますか？ 1/(0.3×10^9) sec 以下の時間分解能のある装置がないといけないと思います。何か高速で回転する円盤のどこかに穴をあけて、そこをたまたま通過できる光が 1 m 先のスクリーンにどのような時間差で到達するかを調べられないといけません。

宇宙のどこで、どのように測っても光の速さは同じだと思うのは仮定としてはシンプルだから、実験として実験方法を考えるときに考えやすいのではないですか？

この回答へのお礼

同じじゃないでしょ
ちゃんと勉強しましょうね

お礼日時：2017/05/18 15:39