光子看另一平行的光子是靜止的嗎?
原創推論,請多多指教,謝謝。
轉載的話請註明出處。
我想提供一個想法。
使用洛倫茨變換公式。上面有同學說了會出現0/0的狀況。但是我們可以做一個極限情況的思考。假設兩個物體速度一個是c,一個是c - epsilon,一個小量例如1nm/s。或者兩個都是c,但是有個很小的角度例如0.00001度。算出來相對速度就是c。
不依賴任何坐標系,光速永遠是C,所以一個光子看到另一個光子的速度還是C,這是相對論的公設,不用證明,更無法想像。
所謂看到的光,是光線,五顏六色,是一種波,以光速向前,光子是不是也是以光速向前有待商榷,就如同電磁波以光速向前,但電子的移動速度要慢許多,兩者要差好幾個數量級。
謝邀!現在好像還沒睡意我試著回答一下,先說結果再做分析吧。
光子看另一平行的光子是靜止的
前題是要把單粒光子看作一個整體,其實光子自身非常繁忙、它自身不停地高速運動(跟原子一樣、但比原子運動速度快N億倍),一個獨立的光子同時向四周傳遞各種不同頻率的電磁波,因此哪個光子與其平行得參照特定的光波方向才能確定(從某種意義上說、周圍每個光子都平行),
為什麼要這樣呢?說來話長、容後再續,
題主還是把光子理解成生活經驗中的物質粒子,光子說的是光這種電磁波只能以逐份的方式實現能量轉換的性質,不是說光子的運動是一個類似芝麻這樣具有靜質量物質方式的三維運動,光子的運動還包含時空變換,兩個時空之間的關係恆定是光速變化的。
假設光的載體是光子。同時有一個光子與之平行同方向運動的話,我們會觀測到什麼?
這裡我們要明白一個事實。我們所看到的是通過光子刺激視網膜,引起生物電變化得到「視覺」的。就是說我們看到的影像是虛擬的。不能完全反應事物本身的「全部形象」。就是說我們是看不到光子本身的。其刺激視網膜程度無法形成有效視覺。就是說生理上我們什麼都看不到。
當然,本題作為物理學探討,肯定是假設「能看到」的。那麼我們就應該按照物理而不是生理方式進行觀察啦。
這時候我們應該知道在物理層面光子是怎樣運動的,接下來才會知道我們會看到什麼。
在物理層面,光子的運動是「波粒二重性」的。這種運動形式決定了我們看到的是與經驗不同的一種特殊現象。首先是光子是已「波」的形態前進的。就是說是一個向前遞進的波浪。其次光子是呈「光子云」形態顯現的。這樣在這個圓周區域內我們只能在某個區域看到那個光子隨機顯現。而且這種隨機性是已光速隨機顯現的。
假設仍然存在視覺暫停現象的話。我們可能看到的是一條同向勻速平行的光子蛇與我們同行。你就假設看到一列同行同速的透明列車蛇行跟隨我們。當然他們看到的我們也是一列同行列車。之所以是透明的。是因為只是視覺暫停造成的虛像。不影響看到虛像的另一面。
假設不存在視覺暫停的話,我們可能看到的是一個光子在固定區域跟我們同行的同時在隨機「亂竄」。當然這種隨機估計也是有規律的。不過我們目前並不掌握而已。
所以我們看同行的光子有可能是一條光蛇,或者光子云。總之不是「靜止」的,是「區塊」狀的。
根據狹義相對論光速不變原理,慣性觀察者觀測光速不變,故,光子觀測光子,會看到以光速運動,而不是靜止,更不會看到反覆震動的波。這樣說明了時間的相對性,光子的時間是靜止的。
光子是無法作為參照系的,也就是說,光子不能看
根據海森堡不確定原理,不可能同時測到準確的位置和動量,存在量子漲落現象,即具有位置和動量的不確定度,只能通過某些手段降低某一維度的不確定度獲得壓縮態,所以兩個光子不可能相對靜止
這個等同於把一個光子看待一個參照系了,所以不能這麼問
在光子自身參考系中,無論出發地和目的地是怎樣的都是同時到達
這是因為光子運動速度就是光速,尺縮效應使得空間中任意兩點(運動方向上的)距離為0
既然光子參考系中本身就沒有時間的概念,也就無從談起速度的概念了
討論這個問題本身是沒有意義的
順帶一提,由於光子本身沒有時間的概念,所以畫光線時的箭頭是可以省略的。對於光子來說,正向運動和反向運動沒有區別
你u=v=c代進去看看速度等於多少,是不是還是c
相向而行的情況: