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홍익대 한의대 간 꿈을 꾼 사람 [850790] · MS 2018 (수정됨) · 쪽지

2021-07-11 22:56:15
조회수 632

7모 물리학1 10번

게시글 주소: https://dev.orbi.kr/00038489940

 

10번 문항 해설을 듣다가 혼자 막 복잡한 상황을 가정해보고


공부하면서 든 생각들을 적어봤습니다.


제가 틀리게 생각한 부분이 있는지 궁금합니다!




<조건>


광원X는 검출기X, 검출기PQ는 광원PQ이다.


광원Y도 검출기Y로 간주한다.


검출기X로부터 광원P, 광원Q까지의 거리는 같다.


관측자 B가 관측할 때, 광원P,Q에서 방출된 빛은 검출기X에 동시에 도달한다.


 


<문제>


관찰자 B가 관측할 때, 검출기X가 검출기Y를 지나는 순간, 광원 P,Q에서 방출된 빛은 


검출기Y에 (동시에 도달한다.///광원 P에서 방출되는 빛이 검출기Y에 먼저 도달한다///광원 Q에서 방출되는 빛이 검출기Y에 먼저도달한다.)


무엇이 정답인지 궁금합니다.




즉, 


관측자 B가 측정할 때, 3개의 사건


X와 Y가 PQ와 수직인 직선상에 있다, P에서 빛을 방출한다, Q에서 빛을 방출한다


이 동시에 발생하는 상황에서


검출기Y에 도달하는 빛은 어떻게 되는가?



ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ


<저의 생각>


제생각에는 '조건이 모순'인 것 같습니다.


아마 제가 아마 이 문제를 구상할 때 '동시성의 상대성'개념을 잘못 이해하고 있던 것 같습니다.


왜 이 문제가 모순이냐 생각하는지 귀류법으로 증명해보겠습니다.




(1)<조건>에서 주어진대로 관측자 B가 관측할 때, 빛이 검출기에 도달하는 '한 사건'이 일어났다면


관찰자B입장에서는 광원P가 광원 Q보다 먼저 켜져야 합니다.


고로 <문제>에서 준 조건에 모순됩니다.




(2)<문제>에서 준 조건대로 관측자 B가 관측할 때, X가 Y를 지나치는 '순간' 각각의 광원 P,Q가 동시에 불이 켜졌다면 광원 Q의 빛이 검출기 X에 먼저 도달해야 합니다.


고로 <조건>에서 준 조건에 모순됩니다.



고로 위 <문제>는 '조건이 모순'입니다.




ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ


<관찰자 B가 아닌 관찰자A라면?>


그렇다면 이 문제에서


관측자만 관찰자B에서 관찰자A로 바뀌면 어떻게 되는지도 따져보고싶습니다.




관찰자 A가 관측할 때, 검출기X가 검출기Y를 지나는 순간, 광원 P,Q에서 방출된 빛은 


검출기Y에( )한다.




즉, 


관측자 A가 측정할 때, 3개의 사건


X와 Y가 PQ와 수직인 직선상에 있다, P에서 빛을 방출한다, Q에서 빛을 방출한다


이 동시에 발생하는 상황에서


검출기Y에 도달하는 빛은 어떻게 되는가?


(1)<조건>에서 주어진대로 관측자 A가 관측할 때, 빛이 검출기에 도달하는 '한 사건'이 일어났다면




어찌 되었든 광원 P,Q에서 방출된 빛은 


검출기Y에(P에서서 방출된 빛이 Q에서 방출된 빛보다 먼저 도달)한다.


라고 생각합니다.




<이유>




관찰자A가 관측할 때, 검출기Y는 왼쪽으로 0.8c 이동하는 것으로 보이는데


<문제>의 조건에서 PQ와 XY가 수직인 직선상에 있다고 했기 때문에


검출기Y는 광원P로 가까워지고, 광원Q로 멀어진다고 생각하면


검출기Y에 광원P에서 발생한 빛이 광원Q에서 발생한 빛보다 먼저 도달하기 때문입니다.



(2)<문제>에서 준 조건대로 관측자 A가 관측할 때, X가 Y를 지나는 '순간' 각각의 광원 P,Q가 동시에 불이 켜졌다면




관찰자 A가 관측할 때, 검출기X가 검출기Y를 지나는 순간, 광원 P,Q에서 방출된 빛은 


검출기Y에(P에서서 방출된 빛이 Q에서 방출된 빛보다 먼저 도달)한다.


입니다. 


(1)과 같은 상황입니다.


왜냐하면 관측자가 관찰자A일 때는 관찰자B일때와는 달리



X가 Y를 지나는 '순간' 각각의 광원 P,Q가 동시에 불이 켜졌다면

빛이 검출기에 도달하는 '한 사건'이 일어났다면


위 각각의 두 가정이 모순되지 않고

같은 상황을 가정하기 때문입니다.



10번 문제를 보고 든 이런저런 생각들은 한번 적어봤습니다!


아무래도 특수상대성 이론 부분은 다시 복습해야할 것 같네요...


이런 복잡한 상황을 생각한다는 것 자체가 개념이 흔들린다는 것인데




문제에서 주어진 사건이 '한 사건'인지 '두 사건'인지 구분하는 실력을 기르는 것을 목적으로 복습해야겠네요!




읽어주셔서 감사드립니다.

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