洛伦兹变换的本质就是圆方程的平移:
静止时,圆心为\(O(0,0)\)的圆方程为:
\(x^2 + y^2 =(ct)^2, …. (1)\)
当圆沿着\(x\)方向以匀速\(v\)运动时,相当于整个圆平移,圆心为\(O’(vt,0)\):
\( (x-vt)^2 + y^2 =(ct)^2, …. (2)\)
\(t\)从圆心计时,圆半径仍然为\(ct\),
我们注意到,在方程(1)里,当圆心\(x=0\)时,\(y=ct\),
但在方程(2)里,当圆心\(x=0\)时,\(y=\sqrt{c^2-v^2}t\),
是原来的\(\frac{1}{\gamma}\)倍,和原理的\(y\)是不同的,
这是因为当\(x\)方向有了确定的\(vt\)速度后,
为了保持径向速度仍然为\(c\),\(y\)方向速度必须降到 \(\frac{1}{\gamma}\)倍,
此时方程变成了:
\( (x-vt)^2 + \frac{y’^2}{\gamma^2} =(ct)^2 \),
方程变为:
\( (\gamma(x-vt))^2 + y’^2 =(\gamma ct)^2 \), 即:
\( x’^2 +y’^2 =(ct’)^2 \)
\( x’=\gamma(x-vt) \)
\(y’ =y \)
\( t’ =\gamma t \)
\(t\)是从\(O’\)圆心计时,如果不是从圆心计时,则\(t=>(x-vt)/c=t-vx/c \)