盖莫的自行车:物体在相对论速度下的出现和视觉超光速

摘要:一个人基于光子传递的信息来创建图像,这些光子同时到达他的视网膜。由于光的有限和恒定速度,这些光子在不同时刻离开运动体,因为身体的各个点并不等距离。换句话说,它的图像代表着以不同的时刻身体的外观,因此它是扭曲的,与其真实的外观不相符。设置了一个有用的实验装置,然后使用它来推导出将二维静止形状转化为表观形态的一般表达式,这些形状在设置它们运动后可以拍摄。然后用它来模拟所谓的Gamow自行车,由圆和直线组成。模拟揭示了自行车运动的两个重要方面:两点的表观距离和表观速度,然后对其进行了详细讨论。发现当物体靠近时,它会变长,其表观速度大于其真实速度(在某些条件下可能超过光速),而远离时则会收缩(但不是洛伦兹收缩),速度小于其真实速度。当时间趋近正无穷或负无穷时,表观长度和速度都趋向于某个限制值。当速度较大或距离较小时,这两个参数的变化将发生在离观察者最近的接近点附近,并且更为迅速。当移动的垂直杆以直角被看到时,其总的表观长度会洛伦兹收缩,但其内部仍然扭曲。在相同的条件下,一个点的表观速度等于它的真实速度。最后证明,随着物体移动,不仅表观几何形状发生变化,而且其颜色也会根据多普勒效应发生变化。

作者:Andrzej Nowojewski

论文ID:physics/0512054

分类:Popular Physics

分类简称:physics.pop-ph

提交时间:2007-05-23

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