Question

我們能否取得大于光速c的速度？用激光器產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．這與物質的運動速度不能超過光速這一相對論結論是否發生矛盾？

Answer 1

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

解答：解：若按運動學公式v=Rω計算，那么光斑的速度就可以超過光速了．
但應注意，這里的運動學公式實質上是從幾何學公式S=Rθ變化而來的，并不說明物體一定能達到按此公式計算出來的速度大小．
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生的．光斑不斷產生，又不斷消失，就產生光斑運動的感覺．
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值一樣，但一個物體相對于任何參考系的運動速度決不會超過光速．
答：這與物質的運動速度不能超過光速這一相對論結論不矛盾．

點評：此題考查狹義相對論的基本結論，記住即可．