長度收縮
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長度收縮(又稱勞侖茲收縮或勞侖茲-斐茲杰惹收縮)是指觀察者在觀察與其相對速度非零的物體時看到的長度變小的現象。這種現象通常只在相對速度接近光速時才會比較明顯。並且只有在與物體運動平行的方向上才能觀察到長度收縮。
對於常見物體,在其以常規速度運動時,這種效應可以忽略。只有在其運動速度足夠大,或是在電子運動中,考慮這種現象才較為有意義。當相對速度為7007134000000000000♠13400000 m/s(0.0447c)時,收縮後的長度為靜止長度的99.9%。而當相對速度增大到7007423000000000000♠42300000 m/s(0.141c),收縮後的長度仍為靜止長度的99%。隨着速度逐漸接近光速,這一效應開始變得十分明顯。這種效應可以用下面這個方程式描述:
其中
- L0是物體的固有長度(英語:proper length)(物體在與其相對靜止的參考系中的長度),
- L是觀察者觀察到的物體的長度,
- v是觀察者與運動物體之間的相對速度,
- c是光速,
而γ(v)則是洛侖茲因子,定義為:
- 。
在這個方程式中,物體的長度所沿方向與物體運動方向平行。觀察者需要同時測量其與物體兩端的距離然後相減來得到物體的長度。當相對速度趨近光速時,物體在對應方向上的長度會變為零。更為普遍的變換請參見洛侖茲變換。