お気に入り キャットバードさん以下の質問について答えてく

お気に入り キャットバードさん以下の質問について答えてく。マイケルソンとモーレーの実験結果を説明するには、実際に実験装置がローレンツ収縮しなければなりません。キャットバードさん、以下の質問について答えてください https://detail chiebukuro yahoo co jp/qa/question_detail/q14209344909

>アインシュタイン著「特殊および一般相対性理論について」に、以下のように書かれています

第12章 運動している棒と時計の挙動(P53)
「‥‥
Kに関してメートル棒は速度vで動かされる
したがって、速度vで長さ方向に動く剛体のメートル棒の長さは√(1 v^2/c^2) m となることがわかる ‥‥
逆に、Kのx軸に相対的に静止しているメートル棒を考えたとしたら、K’から判断して長さが√(1 v^2/c^2) m になることを見出したことだろう
‥‥」

これは、KからK’を見ればK’の長さが短く見え、K’からKを見ればKの長さが短く見えるということですよ

よくありがちなトンデモ理論で、「高速で動くと本当に物質が縮む 縮んだ方から見れば静止している測量棒は長くなって見える」というのがありますが、アインシュタインの考えに反することは明らかですよね <日本未入荷。日本未入荷 キャットバードのアイテム一覧です。最新から
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マイケルソンとモーレーの実験結果を説明するには、実際に実験装置がローレンツ収縮しなければなりません。見えるだけでは2本の光は同時には戻りません。アインシュタイン博士も「ローレンツ収縮」が妥当な解決方法であると述べられています。マイケルソンとモーレーは、光はエーテルを伝わる波であると考えました。地球は公転する為、エーテルの海の中を移動します。観測者と観測装置は地上にあるので、地球と一緒にエーテルの海の中を移動します。何故、この様に考えられたのでしょうか。光の速度は、光源の移動速度に影響されず常にC㎞/秒です。天体は様々な速度で地球から遠ざかっていますが、全ての天体から届いた光の速度は地上ではC㎞/秒と観測されます。亜光速で地球から遠ざかる天体から届いた光の速度は大変遅く、走って追い抜けたと言う話は聞いたことがありません。この現象は、光は波であると考えると説明出来ます。モーターボートが起こした波も、どんぐりが落ちて起きた波も、その伝わる速度は常に同じです。仮に、地球の公転速度をV㎞/秒とします。すると、地球の進行方向横方向に向かう光の速度はC-V㎞/秒、逆方向はC+V㎞/秒、上下左右方向縦方向はピタゴラスの定理を使うと√C^2-V^2㎞/秒となる筈です。光が横方向に往復するとその往復距離は静止時に比べて1/1-V^2/C^2倍、縦方向の往復距離は1/√1-V^2/C^2倍となります。詳細はhttp://www42.tok2.com/home/catbird/index.htmlを参照下さいそうすると、横方向に往復した光と縦方向に往復した光とは、移動距離が異なる為に、同時には戻って来ることは出来ない筈です。この様に、マイケルソンとモーレーは、観測者Aが移動しながら光の速度を測ると、光の進む方向によりその相対速度は異なると考えました。そこで、下図の様な装置を考案しました。地球は左方向へV㎞/秒で移動しています。装置も地球と一緒に移動しています。そして、鏡により光を地球の進行方向横方向=赤の矢印と上下左右方向縦方向=青の矢印に片道11mの距離を往復させました。光の横方向の往復距離は1/1-V^2/C^2倍となる為、22/1-V^2/C^2mになります。これに対し、光の縦方向の往復距離は1/√1-V^2/C^2倍となる為、22/√1-V^2/C^2mとなります。これでは、同時に発した赤と青の2本の光は、同時に戻って来ることは出来ません。赤と青の2本の光の到達時刻に差が生じた時、スクリーンには干渉縞の移動が現れる様になっています。しかし、実験の結果、赤と青の2本の光は同時に戻って来たのです。この実験結果を説明する為に、ローレンツは、装置自体が横方向に√1-V^2/C^2倍収縮したと考えました。これをローレンツ収縮と言います。これで光の往復距離は、横方向で22/1-V^2/C^2m×√1-V^2/C^2=22/√1-V^2/C^2mとなります。縦方向は変化しないので、光の往復距離は、22/√1-V^2/C^2mのままです。これで、赤と青の2本の光は、同時に戻って来ることが出来ます。以上の内容を、アインシュタイン博士自身が書かれた『特殊及び一般相対性理論について』では次のように記述されています。>互いに反射面を向け合った2枚の鏡が剛体に付いていると考えよ。光線が一方の鏡からもう1つの鏡へ行ってまた戻って来るのに、静止している場合は時間tかかる。しかし、鏡と共に装置が運動している場合は、やや違った時間t’かかる。実はそればかりではない。装置が鏡の面に対して垂直に動いている場合赤の矢印のケースと、鏡の面に対して平行に動いている場合青の矢印のケースとでは、この時間t’の値は異なる筈である。マイケルソンとモーレーは、その差赤と青の光の往復時間の差が明らかに出てこなければならない干渉実験を行った。しかし、実験は否定的な結果に終わり、物理学者達を非常に困惑させた。ローレンツは、装置の運動が丁度その差赤と青の光の往復時間の差を消すだけの収縮を運動方向に装置に起こすと仮定することにより、その困惑から理論を救った。第12章運動している棒の挙動の知恵袋を参照下さいの説明と比較すれば、相対性理論の立場からも、この救済策が正しいものであることが分かる。<以上です。この様に、ローレンツは観測装置自体がローレンツ収縮したので、横方向と縦方向に往復した光は同時に戻ることが出来たと考えました。では、ローレンツ収縮の仕組みを説明します。物質は、光速に近づくほど動かし難くなります。これは、加速器の実験で実証済みです。例えば、V㎞/秒で移動する粒子を、進行方向に向かって上下左右方向へ動かします。その方向へ動かせる限度は√C^2-V^2㎞/秒までです。この時、粒子の速度は、√{V^2+√C^2-V^2^2}=C㎞/秒となります。これ以上粒子が、上下左右方向へ動けば、その速度は光速を超えてしまい矛盾します。静止時には、その方向へはC㎞/秒まで動かすことが出来ました。従って、V慣性系では、静止時の√C^2-V^2㎞/秒÷C㎞/秒=√1-V^2/C^2倍しか動かせないことが分かります。続き1これを相対性理論では、m=m0/√1-V^2/C^2と表わします。m=V㎞/秒で移動する物質の質量?m0=静止時の物質の質量です。V㎞/秒で移動する物質は、質量が1/√1-V^2/C^2倍に増えた様に振る舞うと表現します。但し、実際に質量が増加する訳ではありません。同じ力を加えても、質量が2倍になると動く速度は1/2倍となります。ですから、静止時に比べて√1-V^2/C^2倍しか動かなくなったので、その様に表現するのです。一方電子は、原子核の周りを高速で回転し、その遠心力と原子核に引き付けられる電磁気力の釣り合う一定距離を保っています。原子が高速で移動すると、電子は回転し難くなります。その為に遠心力は弱まります。原子核の電磁気力も弱まります。しかし、縦質量増加よりも横質量増加の方が大きいので、物質の進行方向へは電子は縦方向よりゆっくり動きます。それだけ、横方向は遠心力が弱まるので、電子は原子核の電磁気力に引き付けられ、原子自体が横方向へ収縮することになります。この仕組みにより、マイケルソンとモーレーの実験装置自体が進行方向に√1-V^2/C^2倍に収縮し、縦往復した光と横方向に往復した光は同時に戻ることが出来たのです。観測者の持っている定規は、「相対的静止系」を基準にした速度に応じて収縮度は決まります。観測者が、自分は静止している、否移動していると考え方を変えるだけで、持っている定規が実際に伸びたり縮んだりしたら、正に「超能力」です。お互いに自分は静止していると強く念じて、相手の時計を遅らせ定規を収縮させようとし、相手はそれをさせまいと念力で防ぐのだね。これじゃあ、アニメの「超能力合戦」だよ。良く分かっちゃったさんにお尋ねします。キャットバードさんは、長さはm と言い、速度はkm/s とか言っていますが、本当にこれで良く分かっちゃうんですか? ちょっと真剣味が足りないんじゃないですか?


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