アインシュタイン
特殊相対性理論(長さについて)




皆さんよく知っている式「速さ=距離(長さ)/時間」を使います。物理で習う有名な公式です。

速さが一定で光速に近いとき、先ほど「時間の尺度が違う」と説明しました。「速さ」を固定するならば、「距離(長さ)」の解釈が変わらなければなりません。
を運動している立場の人が見た長さ、を静止している立場の人が見た長さとします。
に変換する式を作ってみます。

   

だから

「思考実験」

電車が光速に近い速さで、電車1両分、等速度運動したと仮定します。

電車の外と比べて、時間が3倍遅いと仮定します。
3倍遅い場合に、電車どのように見えるか考察します。
まず、下図のように見えるなら、単純に速度が1/3になっただけなので、ありえません。

下図のように、長さの尺度が1/3になったならば、最初の公式を満たします。

このことは、光速で移動している物体の長さは、短く見えることになります。しかし、光速で移動している物体の中から、静止している地上を見ると、地上の物体が短く見えます。


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