光のことを教えておじいさん
２枚の向かい合った鏡があるとします。その間を光がピュンピュンと反射し合っています。鏡は平行すぎるくらい平行で、その表面は平すぎるくらい平たいとします。
このとき、光が鏡の間を行ったり来たりする時間は、一定ですよね？光で時計が作れるかもしれません。
で、教えてほしいのは、じゃあこの鏡が実は電車に乗っていて、動いている場合。
このとき、光が２枚の鏡の間を行ったり来たりするのにかかる時間は、長くなるのでしょうか。それとも、変わらないのでしょうか。
もし長くなる場合、この電車に乗ってる人にとっては、光の速度が遅くなってしまいます。だって、その人にとっては、動いていない鏡を見ているのと同じはずだから。
もし長くならない場合、この電車に乗っている人にとっては、光の速度が速くなったことになってしまいます。だって、実際には光は止まっているときより長い距離を移動しているはずだから。
あれ？どういうこと？誰か教えて。
Comments
マイケルソン・モーリーの実験がそれじゃないかと当てずっぽうで言ってみる。
光の速度は変わらないので、電車が動いていたら鏡の間を往復する時間は長くなります。
そのため、電車の外の人から見ると電車の中では時間が遅く流れているように見えます。
電車の中の人にとっては鏡は固定されているので、時間の長さはかわりません。
でも電車の中の人からは電車の外の時間がゆっくり流れているように見えます。
とういうかですね、実はこの思考実験は特殊相対論の発想のキモなので、
自力で思い付いたのはすごいと思います。
そのへんの入門書読めばもっとわかりやすく書いてあるお。
私物理学はド素人で恐縮なのですが。
電車が移動してもしなくても、鏡は両方とも固定されているのですから、「長い距離を移動」する事にはならないでしょう。
座席で向かい合って座り、二人でキャッチボールをしたとしても、二人の間の距離が変わる訳ではないですよね。
問題になるとすれば、「ボールを相手に届くようにコントロールするのに普段投げる時よりも力が要る理由」。
引力の影響について考える必要があると思うのですが如何でしょう。
鏡同士の距離は変わらないのですが、移動することにより光が鏡から鏡に到達するまでの道のりは長くなっています（よね？）。