Octave已知事件坐标与参考系速度,求洛伦兹变换后的坐标
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44. 狭义相对论基础
\(t' = \gamma\left(t-\frac{vx}{c^2}\right),\qquad x' = \gamma(x-vt)\)
核心公式:
洛伦兹变换联系两个惯性系中同一事件的时空坐标。
与伽利略变换不同,洛伦兹变换中时间与空间坐标互相混合,这正是同时性相对性的来源。
已知S系中事件的时空坐标与S'系的运动速度,即可求出S'系中的坐标。
Octave计算方法
已知参数:
- S系中事件坐标 x(示例值:1e8 m)、t(示例值:0.5 s)
- S'系速度 v(示例值:0.6c)
- 洛伦兹因子 γ(示例值:1.25)
代码如下:
function [tp, xp] = lorentz_transform(x, t, beta)
    c = 3e8;
    g = 1 / sqrt(1 - beta^2);
    v = beta * c;
    tp = g * (t - v * x / c^2);
    xp = g * (x - v * t);
end
调用示例:
% 已知事件坐标与参考系速度,求变换后坐标
x = 1e8; t = 0.5; beta = 0.6;
[tp, xp] = lorentz_transform(x, t, beta);
fprintf('t'' = %.2f s,x'' = %.2e m', tp, xp);
运行结果:
t' = 0.38 s,x' = 1.25e+07 m
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