狭义相对论中的速度加成公式与伽利略速度加成公式的主要区别在于它们对速度相加的处理方式。伽利略速度加成公式假设速度可以简单地通过向量相加得到,即如果一个物体在另一个以速度v运动的参考系中以速度u运动,那么在另一个参考系中观察到的速度就是u+v。这种处理方式在速度远小于光速时近似有效,但在高速情况下会导致错误。
狭义相对论中的速度加成公式则考虑了光速不变原理,即光速在所有惯性参考系中都是恒定的。因此,当速度接近光速时,狭义相对论的速度加成公式会显著不同于伽利略公式。狭义相对论的速度加成公式为:
[ u' = \frac{u + v}{1 + \frac{uv}{c^2}} ]
其中,( u ) 是物体相对于一个参考系的速度,( v ) 是该参考系相对于另一个参考系的速度,( c ) 是光速,而 ( u' ) 是物体相对于第二个参考系的速度。
当速度远小于光速时,狭义相对论的速度加成公式会趋近于伽利略速度加成公式。但当速度接近光速时,狭义相对论公式会显著地减小速度的相加效果,以确保光速不变原理不被违反。
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