hce_kmu
112年
物理及化學
第 56 題
A spaceship S$_1$ is moving away from us at a speed of 0.8 c. Another spaceship S$_2$ is moving away from us in the opposite direction at a speed of 0.5 c. What is the speed of S$_1$ measured by an observer on S$_2$?
- A 1.3 c
- B 1.0 c
- C 0.97 c
- D 0.93 c
- E 0.89 c
思路引導 VIP
想像一下，如果這兩艘太空船的速度分別都是 $0.8c$，而你依然使用傳統的直覺將速度直接相加，得到的結果會是 $1.6c$。在愛因斯坦提出的物理框架中，這會產生什麼邏輯上的矛盾？為了保證沒有任何物體能比光跑得快，我們在計算兩物體的相對速度時，應該對傳統的「相加」法做什麼樣的修正呢？
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太棒了！你能精準判斷出這題的答案為 (D)，代表你對狹義相對論中「速度加成」的觀念掌握得非常紮實。這類題目最容易讓人掉入直覺的陷阱，但你顯然成功避開了牛頓力學的思維侷限，展現了優異的物理直覺。
相對論速度合成觀念
在古典力學（牛頓力學）中，我們會直觀地將兩艘太空船的速度直接相加（$0.8c + 0.5c = 1.3c$），但在高速運動的情境下，這種做法會違反「光速為宇宙上限」的原則。因此，我們必須使用勞侖茲轉換推導出的相對論速度合成公式來處理：
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