光波与引力波,哪一种波最快?当一
由于物体可看作以恒定的速率向外发射携带力的粒子,而在周围形成引力场。由粒子的波粒二象性,可以将这种“粒子流”称为引力波,物体的质量越大,“粒子流”的流量越大,引力波频率越大。且具物体越远,单位面积内单位时间通过的携带力的粒子越少,不妨理解为引力波的强度越弱。 由于物体向各个方向发射相同频率相同强度的引力波,故当它不与其它物体作用时,它对外表现不受力。我们再讨论一下引力波的速度,由于携带引力的粒子静质量为零,故携带引力的粒子速度应等于光速(由狭义相对论可知)。
设一物体的质量为M发射引力波的频率为,每个整波所携带的力为f,以物体为原点,建立直角坐标系K。另一质量...全部
由于物体可看作以恒定的速率向外发射携带力的粒子,而在周围形成引力场。由粒子的波粒二象性,可以将这种“粒子流”称为引力波,物体的质量越大,“粒子流”的流量越大,引力波频率越大。且具物体越远,单位面积内单位时间通过的携带力的粒子越少,不妨理解为引力波的强度越弱。
由于物体向各个方向发射相同频率相同强度的引力波,故当它不与其它物体作用时,它对外表现不受力。我们再讨论一下引力波的速度,由于携带引力的粒子静质量为零,故携带引力的粒子速度应等于光速(由狭义相对论可知)。
设一物体的质量为M发射引力波的频率为,每个整波所携带的力为f,以物体为原点,建立直角坐标系K。另一质量为m的物体以速度v在K系中运动。并以m为原点建立坐标轴与K系平行的坐标系K’。
当m只有向径速度时:
a 当v与x轴平行(或在同一条直线上)时,由洛仑兹变换知:
x’=(x—v*t)/(1—v^2/c^2)^(1/2)
y’=y
(1)
z’=z
t’=(t—v*x/c^2)/(1—v^2/c^2)^(1/2)
b 当v方向任意时,设v与x,y,z的夹角为,,可利用坐标转换方式得出,然后再用洛仑兹变换,下面给出一种坐标变换方式:
COS COS COS i
= --COS COS 0 j
l m n k l
其中
1 --coscos 2coscos
0 cos 0
0 cos cos
l=
--coscos --coscos 2coscos
--cos cos 0
cos cos cos
--coscos 1 2coscos
--cos 0 0
cos 0 cos
m=
--coscos --coscos 2coscos
--cos cos 0
cos cos cos
--coscos --coscos 1
--cos cos 0
cos cos 0
n=
--coscos --coscos 2coscos
--cos cos 0
cos cos cos
将其与方程组(1)结合便可得到v方向任意下的洛仑兹变换。
由于比较麻烦,这里自讨论v方向与x轴在同一条直线上的情况。
在K系时间t10—t11内,M发出(t11—t10) 个引力整波。
而在K’系中 (x=0)
t21 =t11/ (1—v^2/c^2)^(1/2)
t20 =t10/ (1—v^2/c^2)^(1/2)
t21—t20=(t11—t10)/ (1—v^2/c^2)^(1/2)
故 引力波周期T'=T/(1—v^2/c^2)^(1/2)
频率’=(1—v^2/c^2)^(1/2)*
由多普勒效应知m吸收引力波的频率(在K系的人看来),
2=(1+v/c)
所以在此期间(K系看来)m所受到的这部分力为
F=2*(t11—t10) *f (假设(t11—t10)足够小)
事实上这个式子不正确,但用来反映我们这里用到的性质却可以。
在K’系看来,
F’=(1+v/c)*’*(t21—t20)=F
所以,在两个坐标系看来,m受力相同。
另一方面,由于m吸收了M发出的携带力的粒子而造成其引力场发生变化,这种变化以引力波的形式传递给M,使M也受到一个大小为F的力,由于引力波传播的速度有限,故两物体受力的时间并不相同。
(实际情况我不知道,这是我半推测出来的)
当v十分大时,则在相同时刻,两物体受力并不相同。
当m只有切向速度时,则当M受到力时,m已在另一条向径上,受到另一个大小相同、但方向不同的力了,如图(由于上传图片不方便,若想要图,可 541770109,但 时请附加信息“要图”之类的文字,好让我知道你 的目的)
当m既有切向速度又有向径速度时,不但两物体所受力不在同一直线上,而且大小也不相同了。
引力波的速度为光速,这已经是一个相当大的速度了,所以、v较小时,牛顿第三定律依然正确。
。收起