由西向北吹的风叫什么风,北面吹来的风叫什么风

首页 > 农林牧渔 > 作者:YD1662024-01-14 03:17:36

说到光行差,很多人可能觉得它很简单,但其实并不简单。在人们对光速的认识以及狭义相对论的建立的过程中,它产生了非常重要的作用。所以,光行差所涉及的那些事非常值得深入学习一下。

01

从雨滴到声音

为了便于理解,我们从一件司空见惯的事讲起。

很多人有这样的生活经验,在雨中打伞骑车或快步时,为了避免湿身,伞应该往前倾斜一点,就像这样。

由西向北吹的风叫什么风,北面吹来的风叫什么风(1)

这涉及一个简单但深刻的物理问题。

说简单,大概一说你就懂。说深刻,因为它涉及经典力学中速度的相对性问题,其基础是经典力学的时空变换假设——伽利略变换。

在地面参考系中,雨滴速度向下,如下图(b);而在运动的人看来,雨滴速度斜向后方。如下图(c)。

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由西向北吹的风叫什么风,北面吹来的风叫什么风(3)

不过,从雨滴到声音,这个跨度还是有点大的!因为前者是是做弹道运动的物体,而后者是波!波本身不是物体,只是一种振动状态的传播。

所以,你可能会怀疑上述雨滴运动的相对性对波是否也成立?

当然是成立的,这可通过平面波来说明。

假设平面波沿竖直方向传播,而你沿水平方向相对介质运动,既然波上的某个部分——例如波峰相对介质沿竖直方向运动,那么在你看来,那些波峰又多了一个沿水平方向的分速度,其速度方向变斜了。

所以,当你盯着某个波峰看时,你将发现它走过一条斜线,而这个线就是所谓的波速的方向,也就是波线!既然波线倾斜了,那与之垂直的面——波面也倾斜了。因此,整个波在运动的你看来,就像整体转了一个角度啦!

由西向北吹的风叫什么风,北面吹来的风叫什么风(4)

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