波动方程的变换
假设在介质运动后,y方向收缩成了y/\gamma,x变成了x-vt, t变成了t-xv/c^2,使用受力分析求新的波动方程 好的,让我们基于您提出的这个有趣的假设进行推导。这个假设混合了经典的伽利略变换和尺缩效应,让我们看看它会引导我们得到什么结果。 假设的变换关系 您假设了从静止系(O系)到运动系(O’系)的以下变换: 空间变换: \( x’ = x - v t \) (经典的伽利略空间变换) \( y’ = y / \gamma \) (假设y方向发生物理收缩) 时间变换: \( t’ = t - \frac{v}{c^2} x \) (洛伦兹变换中的同时性项) 其中 \(\gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - v^2/c^2}}\)。 我们的目标是基于这些变换,推导出在运动参考系(O’系) 中的波动方程。 推导步骤 第一步:写出静止系(O系)中的波动方程 在静止介质中,标准的波动方程为: \[ \frac{\partial^2 \phi}{\partial t^2} = c^2 \left( \frac{\partial^2 \phi}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 \phi}{\partial y^2} \right) \tag{1} \] 第二步:将偏导数变换到运动系(O’系) 我们需要将O系中的偏导数 \(\frac{\partial}{\partial t}, \frac{\partial}{\partial x}, \frac{\partial}{\partial y}\) 用O’系中的偏导数 \(\frac{\partial}{\partial t’}, \frac{\partial}{\partial x’}, \frac{\partial}{\partial y’}\) 表示。 ...