特殊相対論 ローレンツ収縮

出典: フリー教科書『ウィキブックス(Wikibooks)』

特殊相対論 > ローレンツ収縮


[編集] ローレンツ収縮

ある観測者に取って 時刻0で、x=0に左端があり、 x=lに右端がある 棒を考える。 このときx方向に速度vで移動している 観測者に取って (0,0)はそのままであるけれども (0,l)は、 
\gamma
\begin{pmatrix} 
1 & -\beta \\
-\beta & 1
\end{pmatrix}
\begin{pmatrix}
0 \\
l
\end{pmatrix}

=\gamma
\begin{pmatrix}
-\beta l \\
l
\end{pmatrix}
が得られ、右端と左端は 異なった時間にあるように見えることが分る。

右端は速度vで動いている観測者から見て 速度vで動いているように見えることから 右端の動いている観測者に対する運動は (xx0 = v(tt0) に適切な値を代入すると、) 
x - \gamma l = v (t - \frac 1 c \gamma \beta l)
と書かれる。 t = 0 とおくと、 
x = \gamma l - \frac  1 c \gamma \beta v l
, x = γl(1 − β2), 
x=  l \sqrt{ 1 - \beta^2}
が得られ、 x < l つまり、棒が縮んでいるように見えることが分かる。 このことをローレンツ収縮と呼ぶ。

ヘルプ