Question

相对论基础题目

一列车笔直地高速驶进车站，车上一位乘客发现车站进口与出口的两只大钟都指在12点，那么，站台上的观察者发现
A. 进口大钟指12点时，出口大钟未到12点
B. 进口大钟指12点时，出口大钟已过12点
C. 进口大钟指12点时，出口大钟也指12点
D. 进口大钟未到12点，出口大钟已指12点
答案选A
为什么啊？ 求理论推理

Answer 1

按出题者的想法，应选D。
这题出的毛病多了，按爱因斯坦相对论的论述，这题应该增加几个条件：乘客在未进入车站时发现，在站台中间的观察者。
如果乘客是出站时看到；或在车站中间看到，站台上的人在车站进口处或出口处，结果可能是不同的。出题的人，基本没看懂相对论。
另外，我们根据声学原理，听测结果是与介质相关的，这个参见中学波学原理，学光之前就应该学过。爱因斯坦时代，找不到光介质，认为太空是真空，光不需要介质，所以他做了两个假设，很多人接受了；而今天，我们知道太空不是真空，水、玻璃、空气、冰，这些都是光介质，决定光速，所以按照波学规律，光现象可以用经典波学原理解释，不需要相对论假设，由介质状态的不同，我们可以比爱因斯坦给出的“经典理论结果”和“相对论结果”有更多的结果，这是爱因斯坦没有想到的。

追问

对啊 我也想选D的，可是问题是，这么一说，本题我觉得更奇怪了，乘客如果是去观察站台上的钟，他同时读数，看到的时间并非在火车参考系中的同一时刻的时间吧？ 那有与乘客的位置有关了么？
请教本题原意及他到底考察什么啊？ 顺便完整的说下分析过程吧？应该没必要像楼上那位一样用洛伦兹变换吧？

追答

按照相对论的说法，“同时”是有相对性的。爱因斯坦没有考虑光传输的时间问题，他假设是在真空中，洛仑兹变换是用系数去强行使得两个参照系的结果相似，而得到的。你要是想搞明白这个问题，必须看懂洛仑兹变换的推导过程。
这个结果，是否真是从另一个参照系看起来的结果，没有办法证明。
但是我们知道，从另一个参照系听到的结果，可以有很多种，远比爱因斯坦想的复杂，且这些结果都是实验可证实的，不是猜来的。我们所在的环境，更接近于光介质无处不在的环境，而不是真空环境。
这些相对论的创始者和维护相对论不许修正的人，相对论方面知识太少了。

Answer 2

很好解释的。相对论的协变换：
x'=r(x+vt) | x=r(x'-vt')
t'=r(t+xv/c^2) | t=r(t'-x'v/c^2)
我们看，已知列车上的人是在 同一时刻 发现出口与进口大钟的指向。说明t1'=t2',即，两事件发生在同一时刻（当然是观察者所在的坐标系内）。所以为了方便计算，选择第一对时空关系协变换。
t1'=r(t1+x1*v/c^2) t2'=r(t2+x2*v/c^2).两式相减。得到:
0=t2-t1+(x2-x1)*v/c^2............x2-x1>0,说明t1>t2。时间总是增加的，因此，x1处的时钟要比x2处的快。

仔细想想，就能明白 。。。。忘记说了，这里r是一个系数，与速度有关。
就是1/根号(1-v^2/c^2)。直接用r来代替，比较容易计算

Answer 3

你可以去看看关于相对论的书上面有完整的解释！