物理學習心得體會

媒質(zhì)中的光速比真空中的光速校粒子在媒質(zhì)中的傳播速度可能超過媒質(zhì)中的光速。在這種情況下會發(fā)生輻射，稱為切侖科夫效應。這不是真正意義上的超光速，真正意義上的超光速是指超過真空中的光速。

2.第三觀察者

如果A相對于C以0.6c的速度向東運動，B相對于C以0.6c的速度向西運動。對于C來說，A和B之間的距離以1.2c的速度增大。這種“速度”--兩個運動物體之間相對于第三觀察者的速度--可以超過光速。但是兩個物體相對于彼此的運動速度并沒有超過光速。在這個例子中，在A的坐標系中B的速度是0.88c。在B的坐標系中A的速度也是0.88c。

3.影子和光斑

在燈下晃動你的手，你會發(fā)現(xiàn)影子的速度比手的速度要快。影子與手晃動的速度之比等于它們到燈的距離之比。如果你朝月球晃動手電筒，你很容易就能讓落在月球上的光斑的移動速度超過光速。遺憾的是，不能以這種方式超光速地傳遞信息。

4.剛體

敲一根棍子的一頭，振動會不會立刻傳到另一頭?這豈不是提供了一種超光速通訊方式?很遺憾，理想的剛體是不存在的，振動在棍子中的傳播是以聲速進行的，而聲速歸根結(jié)底是電磁作用的結(jié)果，因此不可能超過光速。(一個有趣的問題是，豎直地拎著一根棍子的上端，突然松手，是棍子的上端先開始下落還是棍子的下端先開始下落?答案是上端。)

5.相速度

光在媒質(zhì)中的相速度在某些頻段可以超過真空中的.光速。相速度是指連續(xù)的(假定信號已傳播了足夠長的時間，達到了穩(wěn)定狀態(tài))的正弦波在媒質(zhì)中傳播一段距離后的相位滯后所對應的“傳播速度”。很顯然，單純的正弦波是無法傳遞信息的。要傳遞信息，需要把變化較慢的波包調(diào)制在正弦波上，這種波包的傳播速度叫做群速度，群速度是小于光速的。(譯者注：索末菲和布里淵關于脈沖在媒質(zhì)中的傳播的研究證明了有起始時間的信號[在某時刻之前為零的信號]在媒質(zhì)中的傳播速度不可能超過光速。)

6.超光速星系

朝我們運動的星系的視速度有可能超過光速。這是一種假象，因為沒有修正從星系到我們的時間的減少。

7.相對論火箭

地球上的人看到火箭以0.8c的速度遠離，火箭上的時鐘相對于地球上的人變慢，是地球時鐘的0.6倍。如果用火箭移動的距離除以火箭上的時間，將得到一個“速度”是4/3 c。因此，火箭上的人是以“相當于”超光速的速度運動。對于火箭上的人來說，時間沒有變慢，但是星系之間的距離縮小到原來的0.6倍，因此他們也感到是以相當于4/3 c的速度運動。這里問題在于這種用一個坐標系的距離除以另一個坐標系中的時間所得到的數(shù)不是真正的速度。

8.萬有引力傳播的速度

有人認為萬有引力的傳播速度超過光速。實際上萬有引力以光速傳播。

9.EPR悖論

1935年Einstein，Podolski和Rosen發(fā)表了一個思想實驗試圖表明量子力學的不完全性。他們認為在測量兩個分離的處于entangled state的粒子時有明顯的超距作用。Ebhard證明了不可能利用這種效應傳遞任何信息，因此超光速通信不存在。但是關于EPR悖論仍有爭議。

10.虛粒子

在量子場論中力是通過虛粒子來傳遞的。由于海森堡不確定性這些虛粒子可以以超光速傳播，但是虛粒子只是數(shù)學符號，超光速旅行或通信仍不存在。

11.量子隧道

量子隧道是粒子逃出高于其自身能量的勢壘的效應，在經(jīng)典物理中這種情況不可能發(fā)生。計算一下粒子穿過隧道的時間，會發(fā)現(xiàn)粒子的速度超過光速。

一群物理學家做了利用量子隧道效應進行超光速通信的實驗：他們聲稱以4.7c的速度穿過11.4cm寬的勢壘傳輸了莫扎特的第40交響曲。當然，這引起了很大的爭議。大多數(shù)物理學家認為，由于海森堡不確定性，不可能利用這種量子效應超光速地傳遞信息。如果這種效應是真的，就有可能在一個高速運動的坐標系中利用類似裝置把信息傳遞到過去。 也是問問上的。

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