b km/hで走っている電車内で、その電車の進行方向へボールを投げる。このとき、電車内にいるA地点

から観測されるそのボールの速度は、a km/h である。また、このとき、電車の外にいるB地点から観測さ

れるそのボールの速度は、(ｂ＋a) km/h である。

 

特殊相対性理論における二つの原理を考察する。

①光速度不変の原理

　光の速さは、観測者や観測地点における環境を変化させても一定である。

②相対性原理

　加速せずに一定の速度で動く（慣性運動している）部屋（宇宙船X）と静止している部屋（宇宙船Y）に

おいて、双方とも観測する物理実験の結果は同じである。

 

　異なる環境の部屋（宇宙船）において、ボールを投げるという物理実験の結果は、同じである。

さらに、光の速さは、異なる環境の部屋（宇宙船）においても、観測地点を変えても、同じである。

 

時間の遅れ

　止まっている電車Cにおいて、光を真上に向ける。このとき、光の進む距離は、１秒間で約30万kmであ

る。光の速さ（一定）＝ 光の進む距離 / 時間 であることを確認したい。

さらに、となりで動いている電車Dにおいて、光を真上に向けた。その光は、電車Cから見ると、電車Cの

光の距離の60％の距離であることが分かった。このとき、光の速さは、一定であるから。

光の速さ（一定）＝ 光の進んだ距離（Cにおける距離60％）/ 時間（変わる）ことが解かる。