這個效應(yīng)叫做尺縮效應(yīng).
從根本上說,尺縮效應(yīng)產(chǎn)生的原因是空間和時間的同一性.更具體地說,以不同速度運動的物體,向?qū)τ谒鼈兌?“同時”的概念是不同的.我們把記下尺頭位置的動作稱為A,把記下尺尾位置的動作稱為B.在站在地面上的測量者看來,A、B兩件事是同時發(fā)生的.然而對于與尺同時運動的測量者而言,這兩件事卻不是同時發(fā)生的,A先發(fā)生,B后發(fā)生.因此站在地面的人測出的并不是尺子的固有長度,而只是尺子的長度在他所處的同時面中的投影.因此要比實際的長度短
實際上,有運動,就會有尺縮效應(yīng).只不過這種效應(yīng)極其微小,平時是難以察覺的.也因此,人們一直沒有察覺到,時間和空間實際上是一體的,會相互影響.知道20世紀(jì)初,在對光的研究中,在發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的跡象.并且由愛因斯坦揭示其了中的秘密.這一效應(yīng)已被實驗證實,是確實存在的
補充：
進(jìn)一步解釋的話,總之這是一種時空效應(yīng).如果能畫圖的話可能解釋起來會更好理解.
這樣說吧,一般我們的常識認(rèn)為,一個像尺子這樣的物體,它的長度在空間中是不變的.但是相對論發(fā)現(xiàn),一把尺子,它的長度并不是在空間中永遠(yuǎn)不變,而是在時空中永遠(yuǎn)不變.
簡單地說,在經(jīng)典的觀點下,假設(shè)我們測到的尺子頭部的坐標(biāo)是(x1,y1),尺子尾部的坐標(biāo)是(x2,y2).那么計算它在空間中長度的公式是l^2=(x2-x1)^2+(y2-y1)^2；而且無論x1、y1、x2、y2怎么變,l是不變的
但是相對論創(chuàng)立后,人們發(fā)現(xiàn),實際上l的不變性并不是絕對的,真正不變的是尺子在時空中的長度s.計算s的公式是s^2=(x2-x1)^2+(y2-y1)^2-(t2-t1)^2
在上式中,x1,y1,t1就是測量尺子頭這一事件(A事件)發(fā)生的位置和時間,x2,y2,t2就是測量尺子頭這一事件(B事件)發(fā)生的位置和時間.無論x1,y1,t1和x2,y2,t2怎么變化,s是永遠(yuǎn)不變的.
為了簡化討論,我們假設(shè)A發(fā)生在x,y,t都等于0的點上,且尺子只沿x方向放置和運動的情況.這樣上式就簡化成了
s^2=x^2-t^2
設(shè)在另一個參照系下測到的A事件發(fā)生的位置和時間也是0,而B事件發(fā)生的位置和時間是x'和t'
因為s恒定,所以有
x^2-t^2=x'^2-t'^2
假設(shè)x,t是站在地面上的觀者1測到的,x',t'是與尺子一起運動的觀者2測到的.
對于觀者1而言,他認(rèn)為對尺子首尾的測量是同時發(fā)生的,所以t=0
而在觀者2的參照系中看來,這兩件事并不是同時發(fā)生的,而是存在著時間差t'
所以有：
x^2=x'^2-t'^2
因為觀者2與尺子是相對靜止的.所以可以知道,觀測者2測到的時尺子在靜止時的長度
所以顯然,地面上的觀者測到的尺子長度要比尺子靜止時的長度小一些.
而變小的部分t'^2則與運動的速度有關(guān).這個運算關(guān)系推導(dǎo)起來也挺煩的,我就不細(xì)說了