Question

关于江苏2011物理高考题的疑问！请速来帮我！请速来帮我！

关于选修模块中的一题 我有疑惑

B．（选修模块3-4）（12分）
⑴如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是
A．同时被照亮
B．A先被照亮
C．C先被照亮
D．无法判断

百度不允许我发图，说只有2级以上才可以发图，所以就麻烦各位上网搜索一下“2011高考物理”就可以看到原题以及图了。

这题的标准答案是：
【解析】当铁塔B发出一个闪光，同时到达A、C两铁塔被反射，但列车沿AC方向以接近光速行驶，经铁塔A反射的光相对列车的速度远小于经铁塔C反射的光相对列车的速度，经铁塔C反射的光先到达观测者，看到C先被照亮，C正确。

我的疑问是：相对论的基本假设中，就有一条，光速相对于任何惯性系都是相等的！那么解析当中“经铁塔A反射的光相对列车的速度远小于经铁塔C反射的光相对列车的速度”这句话怎么理解？岂不矛盾？

Answer 1

光子具有能量，从速度、相对伦来讲，列车上的人有可能瞬间检测到C点，而A点是永远监测不到的，前提为列车时速为光速计算的，理论正确答案是只能监测到C点。
实际情况是，地球、列车、A点、C点，相对距离有限，列车接近光速，描述不清，光速与车速相对差可能会大于AB或BC距离时，车上的观测者是永远监测不到的。答案第四项也有由可能是对的。，

Answer 2

可用相对速度来解释。当B发出光时时同时到达A/C两塔，但经A/C两塔反射到列车的相对速度就会不一样，从A到列车的速度是光速减车速，C到列车的速度是光速加车速，因为车速接近光速，说明两个速度相差很小，无限接近于光速。所以肯定是C先被照亮，而A则是在无限长时间后才被照亮。理论上可以说是看不到A被照亮。反正你就想着用相对速度来解答就行

追问

感谢您的回答，不过，光速可以这样来叠加吗？“从A到列车的速度是光速减车速，C到列车的速度是光速加车速”如果是这样，不就与相对论的光速不变原理矛盾了嘛？在真空中，相对于任何惯性系，光速都是c呀。

追答

这不是说光速发生了变化。其实光的速度并没有变只是它相对于列车的速度。这跟两车相遇案例是同一个道理。因为光也属于一种物体，当我们看到光时就说明光这种物体已经到达我们身上。所以在这里你要把光也当做一列车，当我们看到光时，也就相当于两列车相遇了。设从A塔反射的光为列车a，从C塔反射的光为列车c，我们所坐的为列车b。因为列车b是由A向C方向行驶。所以就这就可以理解为列车a与列车b同向行驶，列车c与列车b是相对行驶。因为a、b、c三辆列车速度几乎一样，所以a与b几乎不能相遇，而c与b则是以双倍光速相遇。
在这有两个误区：1、你只考虑了光的速度不变，并未考虑列车的速度，从而没想到使用相对速度解答。2、你是一直把心思花在了AC与列车的距离上。其实这个不用考虑只要列车是在AC间答案都是先看到C。

追问

“这不是说光速发生了变化。其实光的速度并没有变只是它相对于列车的速度。”
我知道光速没变，但光相对于列车的速度同样也没有变呀，这是狭义相对论的基础原理，光速不变原理。在真空中，光速相对于任何惯性系，速度都是c。
也就是说，您所说的那两束光a、c相对于列车的速度应该相等，否则光速不变原理怎么理解？
请告诉我您的qq，可以吗？

追答

你把你的邮箱发给我吧。我发QQ到邮箱给你

Answer 3

当铁塔B发出一个闪光，同时到达A、C两铁塔被反射，人感觉时间是以观察者的位置决定的，观察者距C近，t=x/c 得C选项正确。

追问

您怎么知道观察者距C近？

追答

看图景和速度方向便可得出结论

Answer 4

这只是一道题目。。不要较真，。。。高速物理前提是抛开人类感官，没有那么容易理解吧。。。只是一道高考题知道答案不失分就行了