题设不正确吧
题主想问的是两束光或者两个光子以其中一个作为参考系来看的话另一个速度是多少吧?
很抱歉,光不能作为惯性参考系,原因可参考问题为什么光不能作为参考系?
稍微改一改可能能更好理解为什么题设不对。比如题主提到的ABCD飞船。
我们来看两艘相向飞行的飞船的相对速度。首先说明任何有静止质量的物体的速度都不能达到光速。
假设飞船的速度非常接近光速。那么相对速度满足下面的公式:
其中 是我们想知道的,在飞船的参考系看到的另一艘飞船的速度。u为我们地面上的人看到的一艘飞船的速度。v为另一艘(作为新的参考系的)飞船相对我们的速度。由于两艘飞船对向飞行,则u和v的符号相反。
我们假设他们的速度大小相等,那么在一艘飞船上观测另一艘的速度为下图 的橙色曲线。
我画出了飞船速度由远低于光速到非常接近光速的数值范围。作为对比蓝色直线为牛顿力学的速度叠加给出的数值(2v)。图中的虚线标出了光速的数值。
- 很明显相对速度可以非常接近光速,但不能大于或等于光速。比如当他们的速度为0.9999c的时候,相对速度为0.9999999949995c。
- 当他们速度为0.5c的时候,牛顿力学给出的相对速度就是光速c了,这显然是不对的。
- 当他们的速度很低的时候,比如小于0.01c,两条曲线还是非常重合的。牛顿力学在低速没毛病。