鐘表變慢光速恒定帶來的奇特現(xiàn)象之一

接下來要說的是，就算兩只相同的手表，也會(huì)由于鐘表本身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不同而使得顯示的時(shí)間不同。研究結(jié)果則表明：運(yùn)動(dòng)中的鐘表會(huì)變慢。

光的鐘表實(shí)驗(yàn)

首先，在天花板上吊上一個(gè)掛有鏡子的箱子。在地板上放置光源。當(dāng)光向上射出時(shí)，會(huì)從天花板的鏡子反射回地板。鐘表的用途在于，將光由地板射出并返回地板時(shí)間定為一個(gè)單位時(shí)間。如果用鏡子離地面的高度來除以光速，就可以得出光由地板到達(dá)天花板所需時(shí)間；如果將所得的時(shí)間乘以2的話，就可以知道光往返所需的時(shí)間。

現(xiàn)在，假設(shè)這個(gè)箱子正以一定的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。箱子里面的人是否會(huì)看見這樣的情形：光先由地板垂直朝上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)天花板后又被反射垂直朝下運(yùn)動(dòng)，并到達(dá)地板？同樣的情形，如果由房間里靜止不動(dòng)的人來看，又會(huì)是什么樣的呢？

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

總的來說，較之箱內(nèi)人所見到的，箱子外面的人看到的情形是，光似乎走了更長(zhǎng)的距離。因此，房間里的人所測(cè)得光的往返時(shí)間，是用那人所見的光所移動(dòng)的距離除以光速得到的。由于光速不論在誰(shuí)看來都是相同的，因此可以得知房間里的人所測(cè)得光的往返時(shí)間，會(huì)比箱子里的人測(cè)得的時(shí)間更長(zhǎng)。正因?yàn)槿绱耍\(yùn)動(dòng)中的鐘表由靜止的人來看，會(huì)發(fā)現(xiàn)比起自己的鐘表長(zhǎng)了1個(gè)單位的時(shí)間。

運(yùn)動(dòng)中鐘表的實(shí)驗(yàn)

我們將測(cè)定光行走時(shí)間的計(jì)時(shí)器分別置于靜止的容器和運(yùn)動(dòng)的容器中，然后開始測(cè)量光線從容器底到天花板的往返時(shí)間。

靜止的箱子

假設(shè)測(cè)試者在失重靜止的箱子里測(cè)量光速，那么用箱子的高度來除以光速就可以得出光由地板到達(dá)天花板再返回地板所需之時(shí)間；如果將所花的時(shí)間翻一倍的話，即可以知道光往返所需的時(shí)間。

運(yùn)協(xié)的箱子

現(xiàn)在這個(gè)箱子正以一定的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。箱內(nèi)的人所看到的光線的直射和反射和箱子靜止時(shí)的情形基本一樣，但箱外的人會(huì)看到不同的情況。箱外的人看到的是光線的運(yùn)行路徑先傾斜地上升，經(jīng)天花板上的鏡子反射后，再傾斜地下降，箱外人看見的光線要比箱內(nèi)人看到的光線多走一段距離。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論 光速是恒定的，但是箱外的人所測(cè)出的光往返的時(shí)間會(huì)比箱子里的人測(cè)得的時(shí)間更長(zhǎng)。正因?yàn)槿绱耍\(yùn)動(dòng)中的鐘表由靜止的人來看，會(huì)發(fā)現(xiàn)比起自己的鐘表多走了1個(gè)單位的時(shí)間。