Question

我們能否取得大于光速c的速度？用激光器產(chǎn)生的光束照射月球時，在月球上形成一光斑，由于月球離地球的距離約為3.8×10⁸m，所以只要令激光器以1弧度/秒這一不大的角速度轉(zhuǎn)動，就可使月球上的光斑以大于光速c的速度移動．這與物質(zhì)的運(yùn)動速度不能超過光速這一相對論結(jié)論是否發(fā)生矛盾？

Answer 1

分析：狹義相對論指出任何物質(zhì)（包括電磁場的能量）的運(yùn)動速度都不能超過真空中的光速c．

解答：解：若按運(yùn)動學(xué)公式v=Rω計算，那么光斑的速度就可以超過光速了．
但應(yīng)注意，這里的運(yùn)動學(xué)公式實質(zhì)上是從幾何學(xué)公式S=Rθ變化而來的，并不說明物體一定能達(dá)到按此公式計算出來的速度大�。�
更重要的一點是，月球上不同時刻、不同地點的光斑是由不同的激光束產(chǎn)生的．光斑不斷產(chǎn)生，又不斷消失，就產(chǎn)生光斑運(yùn)動的感覺．
前后兩個光斑之間的距離不能說成是某個光斑移動距離．前后兩個光斑間的距離被某個時間去除得到大于光速的數(shù)值是可能的，就象將北京與天津間的距離被一個極短的時間去除，可以得到大于光速的數(shù)值一樣，但一個物體相對于任何參考系的運(yùn)動速度決不會超過光速．
答：這與物質(zhì)的運(yùn)動速度不能超過光速這一相對論結(jié)論不矛盾．

點評：此題考查狹義相對論的基本結(jié)論，記住即可．