10 钟表变慢 光速恒定带来的奇特现象之一

接下来要说的是，就算两只相同的手表，也会由于钟表本身运动状态的不同而使得显示的时间不同。研究结果则表明：运动中的钟表会变慢。

光的钟表实验

光的钟表实验如下：

首先，在天花板上吊上一个挂有镜子的箱子。在地板上放置光源。当光向上射出时，会从天花板的镜子反射回地板。钟表的用途在于，将光由地板射出并返回地板的时间定为一个单位时间。

如果用镜子离地面的高度来除以光速，就可以得出光由地板到达天花板所需时间；如果将所得的时间乘以2的话，就可以知道光往返所需的时间。

现在，假设这个箱子正以一定的速度做匀速直线运动。箱子里面的人是否会看见这样的情形：光先由地板垂直朝上运动，到达天花板后又被反射垂直朝下运动，并到达地板？

同样的情形，如果由房间里静止不动的人来看，又会是什么样的呢？

实验结论

由地板所发出之光，看起来似乎只有箱子本身运动部分倾斜地上升，经天花板上的镜子反射后，再度倾斜地下降抵达地板。

总的来说，较之箱内人所见到的，箱子外面的人看到的情形是，光似乎走了更长的距离，换句话说，就是说光必须多走箱子运动的那段距离。因此，房间里的人所测得光的往返时间，是用那人所见的光所移动的距离除以光速得到的。

由于光速不论在谁看来都是相同的，因此可以得知房间里的人所测得光的往返时间，会比箱子里的人测得的时间更长。

正因为如此，运动中的钟表由静止的人来看，会发现比起自己的钟表长了1个单位的时间。

运动中的钟表的实验

我们将测定光行走时间的计时器分别置于静止的容器和运动的容器中，然后开始测量光线从容器底到天花板的往返时间。

实验结论 光速是恒定的，但是箱外的人所测出的光往返的时间会比箱子里的人测得的时间更长。正因为如此，运动中的钟表由静止的人来看，会发现比起自己的钟表多走了1个单位的时间。