レポート課題
光の速度が座標系によらない、という事実から、光の速度より速い情報伝達はありえないことを証明せよ。
証明
まず、光の速度は座標系によらない、という事実は疑わないものとする。
光の速度より速い情報伝達はありえないことを証明するために、光の速度より速い情報伝達が存在すると仮定し、その矛盾を証明することにする。
まず、観測者Aは等しい距離h にある観測物α、βに同時に光による信号γを送り、その信号を観測物が受信したことを観測者Aは観測できるものとする。その場合は、観測者
Aは、いとしい距離にあるため、α、βの受信した信号γを同時に受信することができる。
では次に、観測者Aと速度v だけの相対速度差がある観測者Bを用意する。観測者Bにおいては、観測者Aとともに観測物α、βは移動しているため、観測者Aから発せられた信号γは観測物α、βに届くまでの距離に差が生じる。
ここで、観測物αを観測者Aと観測者Bと観測物βを配置するにおいて、直線状観測者Bよりに配置し、観測物βを観測者Aより遠い側に配置する(右図)。光の速度は座標系によらないのだから、観測者Bを静止しているものとして考える
と、右図のように、観測物α、β、観測者A、は観測者Bに接近しているものと見ることができる。
その場合、観測者Aから観測物αへの信号γは、要する時間をt とすると、その距離は、h+tv(ただし、tv>0)となる。よって観測者Bにおける観測物αへの信号を到達する時間
は(h+tv)/c となる。次に、観測者Aから観測物βへの信号γは、要する時間をt’とすると、その距離は、h-t’v(ただし、t’v>0)となる。よって観測者Bにおける観測物βへの信号γを到達する時間は(h-t’v)/c となる。
■■■■■■■第■■回■■■■出題
■学■■■■■■■学科■年名列■■学籍■■■■■■
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光の速度について
レポート課題
光の速度が座標系によらない、という事実から、光の速度より速い情報伝達はありえな
いことを証明せよ。
証明
まず、光の速度は座標系によらない、という事実は疑わないものとする。
光の速度より速い情報伝達はありえないことを証明するために、光の速度より速い情報
伝達が存在すると仮定し、その矛盾を証明することにする。
まず、観測者Aは等しい距離 h にある観測物α、βに同時に光による信号γを送り、そ
の信号を観測物が受信したことを観測者Aは観測できるものとする。その場合は、観測者
Aは、いとしい距離にあるため、α、βの受信した信号γを同時に受信することができる。
では次に、観測者Aと速度 v だけの相対速度差がある観測者Bを用意する。観測者Bに
おいては、観測者Aとともに観測物α、βは移動しているため、観測者Aから発せられた
信号γは観測物α、βに届くまでの距離に差が生じる。
ここで、観測物αを観測
者Aと観測者Bと観測物β
を配置するにおいて、...